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Inaugurazione Centro HPC CRESCO 06-05-2008 migliori@enea.itwww.cresco.enea.it
ITALIAN NATIONAL AGENCYFOR NEW TECNOLOGY, ENERGY
AND THE ENVIRONMENT
Inaugurazione Centro HPC CRESCO 06-05-2008 migliori@enea.itwww.cresco.enea.it
ContenutoL’Infrastruttura ENEA-GRID
Il progetto CRESCO e i “Laboratori Virtuali”
Una infrastruttura Nazionale ICT a supporto dello sviluppo del sistema “Paese”
Silvio Migliori Responsabile ScientificoAndrea Quintiliani Responsabile Amministrativo
ENEA-Dipartimento Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali (FIM)
Il progetto CRESCO
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Evoluzione delle tecnologie e loro conseguenze
• Network vs. computer performance– Computer speed doubles every
18 months (now chips density) – Network speed doubles every 9
months– Difference = order of magnitude
per 5 years• 1986 to 2000
– Computers: x 500– Networks: x 340,000
• 2001 to 2010– Computers: x 60– Networks: x 4000
Moore’s Law vs. storage improvements vs. optical improvements. Graph from Scientific American (Jan-2001) by Cleo Vilett, source Vined Khoslan, Kleiner, Caufield and Perkins.
Ian Foster 2002
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Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni
ENEA (CRESCO 180°)
Jack Dongarra
ENEA
Posizione Istituzione
48 CINECA
71 CINECA
180 ENEA
247 ENEL
248 ENEL
264 CINECA
ICT – SCENARIO EVOLUTIVO
Italia (11/2007)
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TELEMICROSCOPY & GRID - BASED COMPUTINGTELEMICROSCOPY & GRID - BASED COMPUTINGREMOTE ACCESS FOR DATA ACQUISITION AND ANALYSISREMOTE ACCESS FOR DATA ACQUISITION AND ANALYSIS
QuickTime™ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture.
Cell Centered Data Base Cell Centered Data Base ““CCDB”CCDB”
IMAGING-INSTRUMENTSIMAGING-INSTRUMENTS COMP.-RESOURCESCOMP.-RESOURCES MULTI-SCALE-DATA-BASESMULTI-SCALE-DATA-BASES
NETWORKNETWORK
ADV.-COMP.-GRAPHICSADV.-COMP.-GRAPHICSDATA ANALYSISDATA ANALYSISDATA ACQUISITIONDATA ACQUISITION
By-Mark EllismanBy-Mark Ellisman
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ENEA-GRID
Sensor nets
ENEA-GRID
Nasce nel 1998 con 6 cluster geografici “ Quadrics Ape100” Principali finalità
– Fornire ai ricercatori ENEA un ambiente unificato per l’utilizzo delle risorse informatiche eterogenee distribuite nei diversi centri di calcolo o Dipartimenti;
– Realizzare un’infrastruttura che avesse la possibilità di distribuire i livelli di gestione e sviluppo conservandone l’unicità architetturale e di utilizzo;
– Integrarsi con le principali infrastrutture ICT nazionali ed internazionali
www.afs.enea.it/project/eneagrid
Data archivesColleagues & 3D
Softwarecatalogs
ComputersApplication
Fabric
Connectivity
Resource
Collective
User
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I centri computazionali di ENEA-GRID L'ENEA, Ente per le Nuove
tecnologie, l’Energia e l’Ambiente
Le principali presenze nel territorio nazionale sono rappresentate da 12 centri di ricerca di cui 6 sono corredati di infrastrutture per il calcolo scientifico e grafica 3D:
Bologna Casaccia(Roma Nord)Frascati Trisaia (MT) Portici (NA) Brindisi
L’intera infrastruttura è progettata, sviluppata e gestita dal Dipartimento Fisica dei Materiali (FIM)
Centrodi Brindisi
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L’ENEA gestisce in proprio le reti locali (LAN) su tutti I centri mentre la connettività fra i centri (WAN) è garantita dal “Consortium GARR” di cui l’ENEA è socio
Connessioni delle LAN ENEA alla rete GARR
ENEA & GARR
9 PoP, 18-400 (1000) Mbps
Centri ENEA-GRIDBrindisi (150 Mbps)Bologna (30 Mbps)Casaccia (100 Mbps)Frascati (135 Mbps)Portici (400-1000 Mbps)Trisaia (18 Mbps)
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CASACCIACASACCIA
FRASCATIFRASCATI
S.TeresaS.Teresa
SaluggiaSaluggia
IspraIspra
BOLOGNABOLOGNA
PORTICIPORTICI
TRISAIATRISAIA
BRINDISIBRINDISI
ManfredoniaManfredonia
Centri computazionali ENEA-GRID
902750
400
140
30
#CPU/Core
45
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RISORSE COMPUTAZIONALI ENEA-GRID
I centri di calcolo e suppercalcolo di Portici (NA) , Brindisi e Trisaia (MT) sono stati potenziati con i progetti PON TELEGRID (Avv. MIUR 68)CRESCO (Avv. MUR 1575)
Frascati(4), Portici(34),Trisaia(4), Brindisi(4)
10046Windows 32/64
Frascati(1), Trisaia(13)6014Mac OS X
Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(2)108Solaris
Frascati(8), Casaccia(4), Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1), Bologna(5)
4026IRIX
Casaccia30064Linux IA64 (Altix)
Frascati(140), Casaccia(54), Portici(2700),Trisaia(20), Brindisi(84)
25000>3000Linux x86 32/64
Frascati(258), Bologna(24), Portici(18),Brindisi(2)
3000>300AIX
Gflops#CPU/Core OS
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AccessoClient
AccessoWEB
sp4_-1.frascati.enea.it
boquad.bologna.enea.it
dafne.casaccia.enea.it
2 0 0 8
GEANT
infocal.trisia.enea.it
Gatewayto
EGEE & GRISU
Portici
Brindisi
Kleos.portici.enea.it
ercules.brindisi.enea.it
AccessoDiretto www.afs.enea.it/project/eneagrid
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Il progetto CRESCO(PON 1575)
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Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
Linee di attività progettuali LA1 Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di
nuove funzionalità di GRID Computing
LA2 Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi
LA3 Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze (energetiche, telecomunicazioni, trasporti,…)
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Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA la ricerca – sarà fornito supporto (di tipo sia capacity che
capability), attraverso l’utilizzo dell’infrastruttura di calcolo, ad attività di ricerca già in corso di svolgimento nell’Ente nell’ambito delle linee programmatiche esistenti; tali attività potranno anche avere una focalizzazione di natura industriale;
la formazione – potranno essere potenziate le attività di formazione, in collaborazione con alcune sedi universitarie, al fine di supportare la diffusione delle metodologie sviluppate all’interno del Polo Multidisciplinare negli ambiti tematici oggetto di studio e ricerca, con positive ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al successivo reclutamento di personale;
il trasferimento tecnologico – verranno istituiti percorsi ed attivati idonei strumenti per favorire l’applicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di idonei partner (“industrial-exploitation partner”).
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Macrostruttura del progetto
Silvio MIGLIORIResp. Scientifico
Comitato Scientifico
Sandro TAGLIENTIDirettore INFO
Andrea QUINTILIANIResp. Amministrativo
Silvio MIGLIORICoord. LA1
Vittorio ROSATO Coord. LA2
Sandro BOLOGNACoord. LA3
Comunicazione e Mktg(TBD)
Prof. Jack DongarraProf. Domenico FerrariProf. Agostino MathisDirettore dipartimento FIM
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Partner di progetto Università di Salerno Università di Catania Università di Lecce Università di Palermo Università Campus Biomedico Università del Piemonte Orientale Università di Roma “Tor Vergata” Università di Roma “La Sapienza” Consorzio Interuniversitario ECONA Consorzio Interuniversitario CASPUR Consorzio CRIAI Consorzio CETMA Centro di ricerca CERI Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia Soc. Ylichron (spin-off ENEA)
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Struttura a blocchi del sistema HPC CRESCO
Portici LAN
Interconnessione InfiniBand4XDDR SERVER GPFS
4 Nodi IBM 3650
IBFC
Sistema Dischi ad alta velocità
2 GByte/s160 TByte
IBM/DDN 9550
Sistema backup300 TByte
IBM Tape Library TS3500 con 4 drive
SERVER BACKUP3 Nodi IBM 3650
FCIB
GARR(WAN)
Sezione 1(Grande Memoria)
42 Nodi SMP IBM x3850-M2 con 4 Xeon Quad-Core Tigerton E7330 (32/64 GByte RAM 2.4GHz/ 1066MHz/6MB L2) per un totale di 672 core Intel Tigerton
Sezione 3(Speciale)
4 Nodi blades IBM QS21 con 2 Cell BE Processors 3.2 Ghz each.6 Nodi IBM x3755, 8 Core AMD 8222 con una scheda FPGA VIRTEX54 Nodi IBM x 3755, 8 core AMD 8222 con schede NVIDIA Quadro FX 4500 X2 4 Nodi windows 8 core 16 Byte RAM
Doppia Intercconnessione a 1 Gbit1 Rete a 1 Gbit di gestione
Sezione 2(Alto Parallelismo)
256 Nodi blades IBM HS21 con 2 Xeon Quad-Core Clovertown E5345 (2.33GHz/1333MHz/8MB L2), 16 GB RAM per un totale di 2048 core Intel Clovertown
4x10 Gbits 400 /1000 Mbits
35 Nodi di Servizio
Server di :•Front-end•insallazione•AFS•…
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ENEA-GRID & CRESCO
Il supercalcolatore CRESCO è integrato in ENEA-GRID
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ENEA-GRID & CRESCOMonitoring
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Sezione 1% Utilizzo cpu
Sezione 2% Utilizzo cpu
ENEA-GRID & CRESCOMonitoring
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Sala Calcolo CRESCO
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Particolari HPC CRESCO
Sezione 1 & 3 Sezione 2 & DDN
Sala controllo Sistema backupRETI: IB/GB
Corridoio CaldoSezioni 1 &2
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Le potenzialità computazionali ENEA-GRID & CRESCO
Un sistema eterogeneo con più di 3000 CPU/core
Codici Risorsa
seriali Sezione 1 & ENEA-GRID
paralleli fortemente accoppiati Sezione 2
paralleli debolmente accoppiati Sezione 1, 2, ENEA-GRID
costituiti da più codici paralleli Sezione 1, 2, Sezione 1+2
speciali ( FPGA, GB, CELL) Sezione 3
windows (seriali e paralleli) Sezione 3
non disponibili per LINUX ENEA-GRID
con Data Base di grandi dimensioni
Sezione 1,2,3 e GPFS
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ENEA-GRID & i Laboratori Virtuali
Li
ENEA
Università e altri Enti di ricerca
Imprese
Schema concettuale dei Laboratori Virtuali supportati dall’infrastruttura ENEA-GRID potenziata dal sistema HPC del progetto CRESCO
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Opzioni di sottomissioneOpzioni di sottomissione
Opzioni Fluent:Opzioni Fluent:
Esempio di utilizzo industrialeEsempio di utilizzo industriale di FLUENT sulla GRID-ENEA di FLUENT sulla GRID-ENEA
Utente presso la sede industriale Si
cure
zza
ind
ustr
iale
Sicu
rezz
a E
NE
A
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Aviogroup: Guadagno in termini di Elapsed TimeAviogroup: Guadagno in termini di Elapsed Time(Con risorse disponibili nel 2006)(Con risorse disponibili nel 2006)
Totale ore CPU consumata 7104
Totale Giorni (elapsed time) 23
Numero di giorni equivalenti su 4 CPU
74
Guadagno in termini di elapsed Time
222%
Considerando quindi:Considerando quindi: L’inizializzazione delle problematiche Aviogroup.L’inizializzazione delle problematiche Aviogroup. L’interruzione dei servizi per cause di forza maggiore (problematiche ENEL).L’interruzione dei servizi per cause di forza maggiore (problematiche ENEL). La mancata disponibilità a tratti di licenze software per affollamento utenze.La mancata disponibilità a tratti di licenze software per affollamento utenze.
Si è impiegato comunque meno di un terzo del Si è impiegato comunque meno di un terzo del tempo previsto dalla disponibilità internatempo previsto dalla disponibilità interna
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Aviogroup: test di un’applicazione industrialeAviogroup: test di un’applicazione industriale
Test per la simulazione distacco I- II stadio VEGA(Tipo di calcolo HPC)
Fase 1 Fase 2 Fase 3
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Sperimentazione in corso sul GRID-ENEA con PMI e Consorzi
Simulazione flussi di aria nei vagoni ferroviariCETMA
(Tipo di calcolo HPC)
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Sperimentazione in corso sul GRID ENEA con PMI e Consorzi
Simulazioni particolari di un CATAMARANO(Tipo di calcolo HPC)
CETMA
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CRESCO per la FUSIONE EUROPEA
Cresco 25 Tflops di piccoSistema per lo sviluppo e test dei codici per la fusione termonucleare controllata
per ITER (Finaziamento EFDA) 1 Tflops di picco
IB
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DB_1
CPUSENEA GRID
WEBICASSH
DNA Sequence system
( ABI Prism 3700)Trisaia
DB_3
DB_2
Electron Microscope (Brindisi)
300 KeV (sept. 2004)
ENEA GRID and experimental facilities
Controlled Nuclear Fusion:
FTUFrascati Tokamak
UpgradeVideo Acquisition
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GARR
PI2S2
GARR Altri Enti e realtà
La ENEA-GRID interopera con altre GRID
ENEA ha sviluppato la soluzione “shared proxy”
•Conserva l’autonomia architetturale interna
•Consente implementazioni multipiattaforma
•In produzione in EGEE
•In produzione per la rete GRISU•Richiesto da EFDA per l’accesso ad EGEE
EFDAEGEE
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CASACCIACASACCIA
FRASCATIFRASCATI
S.TeresaS.Teresa
SaluggiaSaluggia
IspraIspra
BOLOGNABOLOGNA
PORTICIPORTICI BRINDISIBRINDISI
ManfredoniaManfredonia
ENEA-GRID & GRISU & IGI
ENEA-GRID
SPACI
TRISAIATRISAIA
GRISU
INFN-GRID
IGIItalian GRID Infrastructure
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Modello concettuale per il sistema produttivo
Canale dedicato industria A
Can
ale
dedi
cato
indu
stria
CCanale dedicato industria B
Richieste delle imprese•Sicurezza dei dati•Qualità del servizio•Strumenti Competitivi•Proprietà Intellettuale•Gestione Licenze
EGEEINFN_GRID
GRISU
INTER
OPE
RA
BILTA
’
(IG
I)
Sistema GRID•Potenziare le Competenze•Sviluppare l’offerta di servizi•Garantire l’Interoperabilità •Infrastrutture H/S & HPC•Connettività adeguata
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Ringraziamenti (1) Ministero della Ricerca e dell’Università (MUR) Direzione dell’ENEA Capo Dipartimento Ing. Sandro Taglienti Comitato Scientifico: J. Dongarra, A. Mathis, D.
Ferrari Macrostruttura di progetto: Andrea Quintiliani, Vittorio
Rosato, Sandro Bologna Collaboratori direttamente coinvolti : Giovanni Bracco,
Salvatore Podda, Samuele Pierattini, Giuseppe Ronci, Pietro D’Angelo, Daniele Remoli, Pasquale Cuomo, Francesco Beone, Antonio Perozziello, Carlo Pinto, Erminia Mattei, Gloria Tabili, Nadia Mencucci, CaterinaVinci, Dante Giammattei, Alessandro De Stefano,Vincenzo Colaci, Matteo De Rosa, Graziano Furino, Cristina Baracca, Giorgio Mencuccini
Il personale dell’Unità FIM-INFOGER coordinata da Roberto Guadagni
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Ringraziamenti (2)
Il personale del Centro ENEA di Portici e il Direttore Ezio Terzini
I ricercatori assegnisti di ricerca del progetto CRESCO Università, Consorzi e Società Partner di progetto Tutti i Ricercatori ENEA ed i rispettivi responsabili
coinvolti (circa 60 ricercatori dei Centri di Portici, Trisaia, Brindisi)
Il personale delle unità dell’Ufficio di Presidenza coordinate da Susanna Del Bufalo, Elisabetta Pasta e Diana Savelli
Il personale della ditta Computer Var e IBM per la realizzazione dell’infrastruttura
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