GRISU’Laboratorio Pubblico-Privato

interregionale

STUDIO DI FATTIBILITA’ALLEGATO 2: Sviluppo di Tecnologie Abilitanti per la

Ricerca nel progetto bandiera Superb (STARS)

(draft)

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Sommario1 SINTESI DELLA PROPOSTA.........................................................................................................................4

1.1 Parole chiave....................................................................................................................................4

1.2 Obiettivi generali..............................................................................................................................4

2 QUADRO GENERALE.................................................................................................................................7

2.1 Condizioni e presupposti di base......................................................................................................7

2.1.1 Il progetto Bandiera SuperB......................................................................................................7

2.1.2 Il computing in SuperB..............................................................................................................8

2.2 Caratteristiche e peculiarità..............................................................................................................8

2.2.1 Le Imprese del sud....................................................................................................................8

2.2.2 Infrastrutture............................................................................................................................9

2.2.3 Rete.........................................................................................................................................10

2.2.4 Capitale umano.......................................................................................................................10

2.2.5 Servizi ed attività.....................................................................................................................11

2.3 Settori d’ambito..............................................................................................................................13

2.4 Proposta.........................................................................................................................................14

3 PREVISIONI D’IMPATTO..........................................................................................................................15

3.1 Strategie di sviluppo.......................................................................................................................16

3.1.1 Supporto al calcolo in SuperB.................................................................................................16

3.1.2 Supporto per il data Management..........................................................................................16

3.1.3 Sviluppo dell’apparato Sperimentale:.....................................................................................16

3.1.4 Management dell’apparato sperimentale..............................................................................17

3.2 Valorizzazione programmi di R&D..................................................................................................17

3.3 Internazionalizzazione....................................................................................................................17

3.4 Generazione d’indotto....................................................................................................................18

4 AMBITO TECNOLOGICO..........................................................................................................................18

4.1 Tecnologie primarie........................................................................................................................18

4.2 Coerenza agende R&D....................................................................................................................19

4.3 Valorizzazione strutture..................................................................................................................20

4.4 Programmi di ricerca......................................................................................................................20

4.5 Formazione e trasferimento...........................................................................................................20

5 I SOGGETTI COINVOLTI...........................................................................................................................20

5.1 Il TEAM...........................................................................................................................................20

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5.2 Ruoli chiave.....................................................................................................................................20

5.3 Ruolo delle PMI...............................................................................................................................21

5.4 Legami con altre strutture..............................................................................................................21

6 SOSTENIBILITA’ A MEDIO LUNGO TERMINE...........................................................................................21

6.1 Fabbisogni da soddisfare................................................................................................................21

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1 SINTESI DELLA PROPOSTA

1.1 Parole chiaveSuperB, Cloud Computing, Grid Computing, Elettronica, Virtualizzazione.

1.2 Obiettivi generaliIl presente progetto intende potenziare la competitività delle imprese locali, nel frame work della collaborazione SuperB. In particolare si intende sviluppare una serie di tecnologie abilitanti basate sul paradigma del Cloud Computing e sfruttando le competenze tecnico scientifiche dei numerosi laboratori di ricerca presenti nell’aggregazione multi-regionale GRISU’.

SuperB è stato promosso “Progetto Bandiera” dal MIUR e rappresenta oggi una delle più importanti collaborazioni di ricerca Italiane. Esso promette di concentrare l’attenzione ed i finanziamenti del panorama scientifico nazionale ed internazionale nei prossimi anni, con un effetto trainante per lo sviluppo delle imprese del mezzogiorno.

Il contesto scientifico avrà il doppio ruolo di trasferire nelle aziende le tecnologie allo stato dell’arte, ed incubare una serie di servizi realmente competitivi, di cui Il progetto SuperB sarà il fruitore pilota.

Attraverso una stretta collaborazione tra comparto ricerca e privati, verranno individuate una serie di tematiche e tecnologie abilitanti che saranno oggetto di sperimentazione congiunte. I risultati verranno trasferiti completamente alle imprese per la creazione di servizi gestiti in maniera professionale. In questo modo si potranno sviluppare prodotti spendibili e competitivi su mercati nazionali ed internazionali puntando sull’economia della conoscenza.

Nella tabella seguente sono riassunte tecnologie abilitanti che si intende sviluppare a partire dai fabbisogni di SuperB, messi in relazione con i possibili mercati di riferimento dove le imprese potranno accrescere la loro competitività con un offerta allo stato dell’arte.

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Servizi /Prodotti Esigenze in SuperB Mercati di riferimento dove utilizzare le nuove competenze

Progettazione di componenti elettronici e di sensori per l’apparato sperimentale di SuperB

L’acceleratore SuperB ed il rivelatore si compone di una serie di sottosistemi che comprendono, sensori, sistemi di acquisizione,trigger e numerose componenti che devono essere realizzate ad hoc per la collaborazione.

Tipi di imprese: elettronica Mercati di riferimento: Aerospazio, Automotive, Difesa. Distretti tecnologici, RicercaLivello di competitività: Nazionale e internazionale

Realizzazione di e-infrastrutture di calcolo distribuito su network d’eccellenza, progettazione data center e soluzioni sistemistiche. Efficientamento energetico (GREEN Computing). Sistemi per l’Asset management.

L’analisi dati di SuperB è un tipico problema di high Throughput Computing, esso necessita disponibilità di strumenti di calcolo allo stato dell’arte per l’analisi dati e per la simulazione Montecarlo in tempi ragionevoli, ed utilizzabile da più laboratori distribuiti su scala geografica.

Tipi di imprese: system integrator Mercati di riferimento: Pubblica Amministrazione, Industrie competitive, Difesa, Banche, Comparto Ricerca.Livello di competitività: Nazionale e internazionale

Sviluppare servizi per il Data Management e trattamento professionale dei dati secondo i paradigmi dell’ alta affidabilità, site-indipendent access, interoperabilità e sicurezza.

A regime ci si attende che l’acceleratore SuperB produca circa 10TB di dati al giorno che devono essere acceduti da ricercatori ovunque distribuiti con sistemi hardware e software eterogenei.

Tipi di imprese: aziende fornitrici di servizi e di sviluppo softwareMercati di riferimento: Settore sanità, Pubblica Amministrazione, Protezione civile, Banche, Grandi imprese con sedi distribuite, Ricerca. Livello di competitività: Nazionale e internazionale

Sviluppo di un sistema integrato di monitoraggio per hardware e software con granularità fine al singolo servizio e con funzionalità avanzate di aggregazione, presentazione e profilatura utenti.

Sistemi di accounting e billing per il computing e per lo storage.

L’intero laboratorio SuperB si compone di una insieme di sottosistemi che vanno dall’acceleratore, dal rivelatore, sistemi di monitoraggio ambientale, facility di calcolo. Essi devono rispettare dei stringenti livelli qualità e disponibilità del servizio SLA(Service Level Agreement). Inoltre il monitoring serve a tenere sotto controllo alcuni sottosistemi cruciali e per tener traccia dell’utilizzo delle risorse tramite le attività di accounting.

Tipi di imprese: system-integrator, fornitori di servizi e aziende di sviluppo softwareMercati di riferimento:Telemedicina, Aziende ospedaliere settore sanità, Trasporti, Processi di produzione industriale, Protezione civile e tutti quei settori che necessitano una valutazione di SLA. , RicercaLivello di competitività: Regionale-Territoriale e Nazionale

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Realizzare di servizi Cloud per l’esecuzione di codici paralleli e per le simulazioni in collaborazione con gli acceleratoristi.Supporto ed ottimizzazione dei codici per architetture Multicore e GPU.

Il design iniziale e l’update del rivelatore, dell’acceleratore e di altri sottosistemi di SuperB richiedono una intensa fase di progettazione in Silico basata su codici HPC

Tipi di imprese: fornitori di servizi e aziende di sviluppo softwareMercati di riferimento: Biotecnologie con design in Silico, Aerospazio, Automotive, Difesa. Distretti tecnologici, RicercaLivello di competitività: Nazionale e internazionale

Servizi di Virtualizzazione avanzati, con migrazione trasparente di macchine virtuali e dei nuclei computazionali secondo i paradigmi del Cloud Computing.

SuperB si avvarrà delle tecnologie di virtualizzazione, per il consolidamento dei servizi di base e per le problematiche di interoperabilità, ivi compreso sperimentazione di servizi cloud.

Tipi di imprese: system-integrator, fornitori di servizi e aziende di sviluppo softwareMercati di riferimento: Processi di consolidamento aziendale in tutti i settori, dalle PMI, pubblica amministrazione, Industrie, Banche, Commerciali, RicercaLivello di competitività: Regionale -Territoriale Nazionale

Sistemi di Visualizzazione avanzati con tecnologie 3D

Rappresentazione dello stato del rivelatore e dell’acceleratore, Ricostruzione delle collisioni e delle tracce. Visualizzazione dinamica degli apparati

Tipi di imprese: system-integrator, fornitori di servizi e aziende di sviluppo softwareMercati di riferimento: Telemedicina, CAD as a Services, Progettazione, Automotive, Biotecnologie, RicercaLivello di competitività: Nazionale e Internaz.

Fornitura di servizi innovativi di livello rete, nuove opportunità offerte dal IPv6 (la nuova versione del protocollo IP)

Data la distribuzione geografica e la grande mole di dati in gioco, SuperB potrà utilizzare servizi avanzati di rete che coinvolgono bandwidth-reservation e Path logici dinamici con QoS (Qualità del Servizio) Garantito.

Tipi di imprese: system-integrator, fornitori di servizi e aziende di sviluppo software, telecomunicazioniMercati di riferimento: Telemedicina, Entertainment , RicercaLivello di competitività: Nazionale e internazionale

Nel laboratorio Pubblico Privato GRISU’ le imprese potranno contribuire attivamente allo sviluppo dell’infrastruttura di calcolo di SuperB e dei servizi necessari per la collaborazione scientifica, innestando un circuito virtuoso in cui progressi della ricerca di frontiera e competitività del territorio creano valore nelle regioni obiettivo.

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2 QUADRO GENERALE

2.1 Condizioni e presupposti di base

2.1.1 Il progetto Bandiera SuperB

Il progetto SuperB è una collaborazione internazionale che ha come obiettivo la costruzione di un nuovo acceleratore di particelle e di un complesso apparato sperimentale per studiare le particelle elementari che costituiscono la materia e le loro interazioni.

Il nuovo acceleratore sarà un collisionatore e+e- di tipo “asimmetrico”, perché i fasci di elettroni e positroni che collidono avranno energie diverse e sarà basato su idee sviluppate in Italia e sperimentate dalla divisione acceleratori dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN. Sfruttando nuove tecniche di produzione di fasci di particelle ultradensi insieme ad un inedita configurazione per la regione di interazione, l’acceleratore di SuperB moltiplicherà di 100 volte il numero di collisioni prodotte nella stessa unità di tempo, rispetto al limite attuale. In questo modo, sarà possibile studiare processi estremamente rari di decadimento di particelle già note ed evidenziare effetti non previsti dalle teorie attuali.

SuperB sarà così in grado di migliorare la conoscenza delle leggi fisiche che descrivono il comportamento della natura alle alte energie e fornire misure complementari a quelle che saranno fatte al CERN con LHC.

Il progetto SuperB, è stato promosso dell’INFN ed è diventato a partire dal 2010 uno dei “progetti bandiera” dell’Italia, con un finanziamento diretto del Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca nell’ambito di un impegno pluriennale.

Il progetto attualmente vede la partecipazione di oltre 250 fisici e ingegneri di 9 nazioni impegnati nella progettazione e realizzazione dell’acceleratore, dell’apparato sperimentale e dei sistemi di acquisizione ed elaborazione dei dati prodotti dalle collisioni.

SuperB si propone tra le maggiori realtà scientifiche mondiali per lo studio della Fisica del Sapore e la ricerca di Nuova Fisica oltre il Modello Standard, con l’ambizioso obbiettivo di allargare gli attuali orizzonti scientifici e dare risposte a importanti questioni di fisica fondamentale, come il problema della mancanza di antimateria nell'universo attuale.

Numerose e prevedibili appaiono le ricadute in settori di interesse del paese, soprattutto nei confronti dell’ampliamento di orizzonti scientifici di base con particolari applicazioni riguardanti la rivelazione di particelle, le tecniche avanzate di simulazione di processi complessi, la metrologia nanometrica. La macchina sarà dotata di varie linee di luce di sincrotrone con brillanza da record in campo mondiale, utilizzabili anche nella scienza della materia e in applicazioni biotecnologiche.

Per condurre il programma scientifico di SuperB occorre sviluppare una serie di tecnologie abilitanti che oggi non sono ancora pronte. Tali tecnologie promettono di avere ricadute anche nel tessuto economico del meridione in termini di nuove opportunità e nuovi servizi. Le imprese partecipanti di GRISU’ e gli attori del comparto ricerca, hanno il know-how necessario e le capacità per affrontare queste sfide con successo, mettendo a frutto il paradigma ricerca-formazione-innovazione.

Per tutti questi motivi, il progetto vede in Italia il coinvolgimento di Enti di Ricerca, dell’Università, dell’Istituto Italiano di Tecnologia, nonché di aziende di vari settori di attività, e di alcuni partner di GRISU’.

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Il Sito web ufficiale dell’INFN per il progetto SuperB è http://web.infn.it/superb

2.1.2 Il computing in SuperB

L’esperimento SuperB darà vita ad un laboratorio Internazionale di eccellenza mondiale, qualificante per il nostro paese. L’intero programma scientifico richiede una collaborazione multidisciplinare con il coinvolgimento di Fisici, Ingegneri, esperti di acceleratori di particelle, ma altresì una serie di facility di supporto, in particolare l’infrastruttura di computing.

Sia la fase di progettazione che l’effettiva attività scientifica dell’esperimento SuperB, richiedono una grossa capacità di calcolo e di storage dei dati, inizialmente per simulare, progettare e definire i parametri dell’apparato sperimentale, ed in seguito per immagazzinare tutte le informazioni relative agli eventi e per eseguire l’analisi fisica dei risultati prodotti dalle collisioni.

Il computing model, i requisiti e le necessità previste per il calcolo di SuperB, hanno come punto di partenza le esperienze di successo degli esperimenti BABAR negli Stati Uniti e Belle in Giappone, che hanno portato a termine il loro programma scientifico su delle flavor factory con parametro di luminosità pari a L = 10 34 cm-

2s-1. Il nuovo acceleratore dovrà lavorare 100 volte al di sopra, ad una luminosità di L = 10 36cm-2s-1 , con un flusso di dati comparabile a quello prodotto dagli esperimenti ATLAS e CMS al CERN di Ginevra.

Ad oggi le stime simulate prevedono per ogni anno di attività alla luminosità nominale una richiesta di oltre 100 PB per il data storage ed un totale di 1700 KHep-Spec06 di potenza computazionale per svolgere tutte le attività di ricostruzione eventi, data skimming, simulazione e analisi fisica.

I progressi nel computer industry, la disponibilità di risorse tramite lo sviluppo delle GRID e i nuovi servizi Cloud, sono i presupposti che rendono approcciabile tale impresa. Tuttavia visti i numeri in gioco è richiesto necessariamente uno sforzo congiunto e coordinato di diversi attori della ricerca e del mondo delle imprese.

In queste attività la collaborazione GRISU’ è già pienamente inserita , molti dei suoi partner come le sezioni INFN del sud, le Università Federico II e l’università di Bari, hanno partecipato nella fase di proposta del progetto SuperB presso il MIUR, e per la scrittura del Technical Design Report. Attualmente sono impegnate nello studio di R&D per il computing model fornendo in best effort servizi per la simulazione del detector e dell’analisi dati.

La crescita della Griglia del Sud, della sua infrastruttura e dei servizi offerti, unito al coinvolgimento tra enti pubblici ed imprese, rappresenta oggi una opportunità unica e concreta per la crescita della competitività scientifica e tecnologica nel mezzogiorno e per creare un polo d’eccellenza sul computing a supporto di uno dei progetti bandiera del nostro paese.

2.2 Caratteristiche e peculiarità

2.2.1 Le Imprese del sudLe imprese del sud saranno coinvolte a 360° nel progetto bandiera SuperB. A partire dalla progettazione, realizzazione, messa in opera ed uso della intera infrastruttura di calcolo che verrà realizzata. La stretta collaborazione tra imprese ed enti pubblici garantirà una crescita in termini di know-how, esperienza, occupazione ed immagine, anche a livello internazionale, delle imprese del sud che saranno per la prima volta coinvolte in un progetto di ricerca di tale importanza. La partecipazione congiunta di Imprese ed Organismi di Ricerca (ivi compresi Università ed Enti Pubblici di Ricerca) implementa un meccanismo virtuoso di trasferimento tecnologico e sarà il motore che garantirà l’auto-sostenibilità del progetto a

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medio e lungo termine. Le imprese, infatti, avranno il compito di supportare e guidare l’intera comunità nello sviluppo della infrastruttura di calcolo. Dovranno inoltre fornire i requirements per far si che vengano garantiti precisi standard in termini di sicurezza, qualità, usabilità e affidabilità. Il risultato di questa sinergia deve essere la realizzazione di una infrastruttura che riesca ad essere appetibile e sfruttata non solo dalla comunità di ricercatori del progetto SuperB ma anche dalle aziende partner stesse che avranno così la possibilità di creare e rivendere nuovi servizi ad aziende ed industrie esterne in differenti settori ed ambiti.

2.2.2 InfrastruttureL’aggregazione del Sud, con i fondi strutturali della passata programmazione 2000-2006 ha potuto fare importanti investimenti in hardware ed infrastrutture, studiate per essere scalabili e supportare le nuove tecnologie ed abbattere i costi di gestione.

Molte sedi sono già pronte per poter ospitare il futuro computing di SuperB con sale attrezzate, sistemi di condizionamento innovativi. Nel data center SCoPE presso l’Università di Napoli, ad esempio, ci sono rack di espansione già cablati raffreddati ed elettrificati, pronti per essere messi in esercizio, sistemi di ridondanza e di alta affidabilità, sistemi di monitoraggio, nonché predisposizione per le future reti a 10 Gbit/s e Nx10Gbit/s.

Altri datacenter sono nati sulla spinta di sia gruppi di fisica sperimentale (come Alice, CMS e astrofisica), di fisica teorica e di altre scienze come la bioinformatica o la chimica computazionale.

Questo è il caso della Sezione INFN di Bari, che ospita già un centro di calcolo ad alte perfomance e che dispone di tutta l'infrastruttura di base (raffreddamento, rack, rete, etc) per poter ospitare anche il calcolo dell'esperimento SuperB.

L’intera collaborazione oggi mette a disposizione per la comunità scientifica un potenziale di oltre 10.000 CPU e risorse pregiate su base multi-core, con interconnessioni infiniband e a 10Gbit/s in grado di ospitare sia applicazioni high throughput che applicazioni HPC con codici paralleli e nuclei computazionali fortemente accoppiati.

Già in questa fase si è aperta una fruttuosa collaborazione tra i macchinisti di SuperB impegnati nella simulazione del detector e il gruppo di SCoPE di Napoli per il supporto del codice di electron-cloud simulation[1].

GRISU’ è inoltre già inserito nel “Distributed Computing Production Shift” per le simulazioni su GRID; in particolare la Virtual Organization superbvo.org e il supporto per il codice di FastSIM è stato abilitato su 5 siti:

INFN-BARI - BariINFN-NAPOLI-ATLAS – NapoliGRISU-UNINA - NapoliUNINA-EGEE - NapoliINFN-CAGLIARI - Cagliari

L’intera infrastruttura utilizza attualmente il middleware gLite ed in prospettiva il nascente EMI, ed è già inserita nei principali circuiti IGI ed EGI offrendo risorse per tutti i principali esperimenti HEP, nonché per le prime simulazioni di SuperB.

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2.2.3 ReteLe Università e gli Enti di ricerca dell’aggregazione, insieme col GARR, hanno già avviato un discorso di potenziamento della rete tra le sedi di GRISU’ sia all’interno di GARR-X che con documenti specifici indirizzati al Ministero per il sostegno infrastrutturale del Sud e per affrontare le nuove sfide scientifiche.

Gli stessi responsabili delle infrastrutture coinvolte sono stati in questi anni protagonisti dello sviluppo della rete in Italia, lavorando con il GARR a tutti livelli, dirigenziale e tecnico.

Oggi sia la fase procedurale, che il design e l’architettura dell’infrastruttura di rete per il Sud sono in un importante stato di avanzamento, e la sua prossima realizzazione darà un valore aggiunto per il potenziamento di GRISU’.

La nuova rete offrirà non solo tutta la banda necessaria per supportare il traffico degli esperimenti HEP, ma altresì servizi innovativi sui quali disegnare le strategie di data movement, e resource sharing della Cloud italiana di SuperB nella quale il Sud è pronto a contribuire in maniera significativa.

2.2.4 Capitale umanoL’interazione tra diverse comunità scientifiche della rete GRISU’ e l’impegno nella progettazione, realizzazione e manutenzione di nuovi data center ha permesso di maturare un know-how di assoluta eccellenza relativamente alla creazione e management di infrastrutture di calcolo distribuito di produzione e di realizzazione di componenti per acceleratori ed apparati sperimentali.

GRISU’ vanta un capitale umano di altissima professionalità distribuito in laboratori multidisciplinari ed esperto su argomenti di punta come il management dello storage, il monitoring distribuito, le reti a basse

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latenze, l’interoperabilità, la simulazione e il calcolo HPC, nonché sistemi di acquisizione dati, trigger e sviluppo di sensori.

Inoltre l’attività di porting intensivo su Grid di applicazioni diverse da quelle tradizionalmente INFN, ha permesso la creazione di competenze relativamente al calcolo parallelo, implementazione e supporto avanzato di librerie MPI, supporto di applicazioni HPC e porting di applicazioni commerciali. Tale know-how diventa cruciale per affrontare le nuove sfide indicate dalla comunità SuperB per la creazione di codici HEP in grado di sfruttare il parallelismo interno dei sistemi multicore, e trarre reali benefici dalle future architetture di calcolo.

Le sedi INFN nel Sud Italia, hanno dato un contributo determinante in fase di start-up e di design dell’infrastruttura GRISU’, sono depositarie di tutte le competenze e tecnologie e sono riferimento per la nascente aggregazione sulle tematiche del calcolo distribuito e intensivo.

La presenza di tali competenze nel Sud Italia rappresenta un fattore di garanzia per il sicuro successo della proposta che si intende avanzare.

2.2.5 Servizi ed attivitàData Management

I partner dell’aggregazione GRISU’ sono impegnati nello studio ed implementazione di sistemi innovativi per il data management con grande visibilità a livello della collaborazione SuperB. In particolare presso le sedi INFN di Bari e Napoli e l’Università Federico II sono in corso una serie di sperimentazioni su nuove tecnologie di data movement e data caching per affrontare i problemi evidenziati dall’attuale modello a Tier utilizzato dagli esperimenti HEP.

L’approccio metodologico seguito con misure sperimentali di scalabilità, performance e resistenza ai fallimenti, fa dei partner dell’aggregazione GRISU una task-force importante per il design del nuovo modello di data management di SuperB.

Calcolo Parallelo ed HPC

Nell’ambito di GRISU sono presenti tutte le condizioni hardware, software e il know-how necessario per affrontare le tematiche di calcolo parallelo.

Oltre alle imponenti installazioni di infiniband e di macchine parallele avanzate, sono supportate tutte le principali librerie di calcolo parallelo provate e ottimizzate su diversi tipi di hardware di interconnessione e di compilatori, il supporto avanzato per tutte le versioni di MPI e per i codici che fanno uso interno del parallelismo.

Su questa base è stato effettuato il porting di numerosi codici su GRID e sono stati sviluppati moduli di interfacciamento tra il mondo Grid e il mondo HPC, con interessanti ricadute anche per la collaborazione SuperB.

L'Università degli Studi di Napoli Federico II ha esperienza nella progettazione, implementazione e testing di codici di calcolo per ambienti HPC di interesse di diversi ambiti scientifici (dall’Ingegneria alle varie branche della Fisica, dalle Scienze della Vita a quelle dei Materiali, ecc.).

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Tale know-how consente alla comunità di SuperB di avvalersi di un team in grado di supportarla nello sviluppo di codici innovativi e nel porting di codici esistenti sulle più recenti infrastrutture hardware/software per l'HPC.

Cluster di GPU

Il processore grafico (Graphics Processing Unit, GPU) inteso come una delle componenti di un PC, è evoluto, negli ultimi anni, fino a diventare un acceleratore per il calcolo ad alte prestazioni (High Performances Computing, HPC). Le GPU moderne contengono centinaia di unità di calcolo e sono capaci di raggiungere 1 TFLOPS per aritmetica a singola precisione e 80GFLOPS per l’aritmetica a doppia precisione.

Queste capacità di calcolo rendono particolarmente interessante il loro utilizzo come acceleratori del calcolo di molti dei problemi scientifici a supporto dei tradizionali sistemi di calcolo HPC tradizionali (cluster). La integrazione di nodi “GPU-cluster” in una griglia computazionale offre significativi vantaggi: ambiente di elaborazione utile per lo stream computing; minore costo per elettricità e raffreddamento (le GPU sono disponibili in sistemi rackable compatti); limitato numero di sistemi operativi da gestire, a fronte di un unico sistema operativo che fornisce accesso alla GPU si ottiene potenza di calcolo paragonabile a quella di un cluster di decine di nodi, ciascuno col proprio sistema operativo. A fronte di questi vantaggi, ci sono gli aspetti che verranno trattate nel progetto, in particolare, quelli relativi alla gestione di una piattaforma eterogenea, il che significa che si deve individuare i punti dell’elaborazione più o meno adatti ad sfruttare la accelerazione del “GPU-cluster” e, conseguentemente, il problema dello scheduling dei job da eseguire su tale piattaforma.

In questo ambito, l’Università degli Studi di Napoli ha maturato esperienza nella utilizzazione di architetture GPU-based e nella realizzazione di software basato sulle librerie CUDA; anche l’Università degli Studi di Salerno (Dipartimento di Informatica) ha competenze, sia sulla programmazione di GPU sia su scheduling su piattaforme task-hungry di tipo eterogeneo, competenze sviluppate anche mediante la collaborazione con il centro ENEA CRESCO.

Calcolo distribuito e Middleware innovativo

Allo stato dell’arte i partner GRISU, restando pienamente compatibili con l’infrastruttura italiana ed europea, hanno implementato numerose estensioni del Middleware di base.

Nell’ambito del consorzio COMETA, in particolare,sono stati prodotti un certo numero di moduli per l’accounting dello storage, per il supporto di codici licenziati, nonché per il supporto di TAG MPI nel sistema informativo.

Tale know-how consente alla comunità di SuperB di avvalersi di un team in grado di sviluppare servizi innovativi di livello middleware, che possono essere tenuti in incubazione nella rete GRISU’ per poi essere esportati all’intera collaborazione o in ambito IGI o EGI.

L'Università degli Studi di Napoli Federico II ha maturato esperienza nella realizzazione, estensione e diffusione dello “strato middleware applicativo”, per il supporto alle applicazioni di interesse di diversi ambiti scientifici (dall’Ingegneria alle varie branche della Fisica, dalle Scienze della Vita a quelle dei Materiali, ecc.).

Tale know-how consente alla comunità di SuperB di avvalersi di un team in grado di integrare all’occorrenza nuove funzionalità nel middleware applicativo.

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Rete

All’interno della collaborazione GRISU sono in fase di sperimentazione tecnologie di rete sia in ambito geografico per il data movement sia a livello di singolo cluster con infiniband e 10Gbit/s, porting di servizi di rete a livello applicativo per tecnologie di traffic-engineering, band reservation, data management intelligenti, studi di prestazioni di librerie parallele su tecnologie di Infiniband over 10G, iscsi distribuito, etc.

Il tema delle reti ad altissima velocità quali piattaforme abilitanti per infrastrutture di Cloud o Griglie computazionali scalabili è particolarmente sentito a livello nazionale e internazionale. A tale proposito, Il Gruppo di Informatica della Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione della seconda Università di Napoli potrebbe mettere a disposizione le proprie competenze scientifiche per la progettazione di nuovi modelli architetturali che costituiscono l'evoluzione delle attuali tecnologie di Cloud e Grid Computing, in cui si dà per scontata la disponibilità sostanzialmente illimitata delle risorse di rete, e si mira a fondere ed armonizzare le risorse computazionali dislocate geograficamente attraverso l’allocazione dinamica di canali di comunicazione dedicati ad altissima velocità per realizzare sistemi distribuiti di meta-computing virtuali configurabili in funzione dei bisogni delle applicazioni. Si passa quindi dal tradizionale paradigma dell'infrastruttura di calcolo “network-oblivious” che sfrutta una facility di trasporto comune basata su IP in accordo a una logica best-effort, a un nuovo concetto di “network-awareness", secondo cui l'infrastruttura diventa in grado di considerare le risorse di rete sottostanti, in termini di canali di comunicazione disponibili, come una risorsa infrastrutturale comune che, al pari di quelle computazionali e di storage possono essere gestiti ed allocati on-demand ed in maniera deterministica (“network connectivity as a service”) in modo da ottimizzare le prestazione complessive dell’infrastruttura. Il management della risorsa rete, coordinata con i servizi di job scheduling ed execution, per lo più assente in tutte le principali architetture di Griglia o Cloud attuali, rappresenta una delle tematiche più promettenti per ottenere un apprezzabile aumento dell’efficienza delle applicazioni distribuite di data-mining. Le decisioni relative alla gestione delle risorse di rete vengono prese sulla scorta di informazioni ottenute da un sistema di monitoraggio in grado di determinare in tempo reale lo stato delle risorse e i livelli di operatività della rete, basandosi su apposite metriche caratterizzanti gli obiettivi di performance dell'infrastruttura di Cloud o Grid. Questo modello consente di investigare sull’effetto di nuovi servizi middleware in grado di dialogare con la risorsa rete, sia in logica path-oriented che di tipo knowledge o rule-based.

Monitoraggio

Nella rete GRISU’ c’è un’eccellenza nel monitoraggio di infrastrutture di calcolo distribuite a partire dal livello fabric, fino al singolo servizio di middleware o al livello applicazione.

Tale ruolo è già da tempo consolidato prima grazie all’esperienza di GRID-ICE, ora utilizzando le tecnologie Cloud-Like e Portlet-container.

Su queste tematiche ci sono collaborazioni con i gruppi INFN nazionali per il monitoraggio dell’attività job delle farm impegnate negli esperimenti HEP.

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2.3 Settori d’ambitoICT

ATECO 2007 – 72 Ricerca Scientifica e Sviluppo

ATECO 2007 – 19.09 Ricerca e Sviluppo sperimentale nel campo delle altre scienze Naturali e dell’ingengeria

Settore Tecnologico: Fisica Sperimentale, Informatica

SSD 1 FIS/01 - INF/01

2.4 PropostaViste le infrastrutture, la strategia di crescita della rete, il know-how acquisito e visto il forte coinvolgimento delle sedi INFN del Sud nel settore del calcolo avanzato distribuito, l’aggregazione GRISU’ si propone come polo di eccellenza della Cloud Italiana di SuperB, come fornitore di servizi, progettazione di elettronica e centro di sperimentazione per R&D.

Il laboratorio pubblico-privato GRISU’ diventa il luogo dove la collaborazione SuperB e Imprese trovano conoscenze, risorse e competenze per sviluppare tecnologie abilitanti, risolvere problemi ed incubare servizi per i nuovi mercati .

Sfruttando le infrastrutture preesistenti, verrà configurata una facility di calcolo e data storage di classe Tier1, distribuita a livello intra-regionale, partendo dalle esperienze già collaudate in ambito HEP, e che coinvolgerà in maniera assolutamente innovativa le imprese del mezzogiorno nel supporto delle attività. Tale infrastruttura sarà la base per lo sviluppo dei programmi di R&D di GRISU’.

Alcuni esempi rappresentativi di questo modello in ambito internazionale sono il Nordic DataGrid Facility (NDGF) [1] [2], che implementa un meta-Tier1 per applicazioni HEP e di supporto alle altre maggiori comunità dell’e-science, condividendo risorse distribuite su 4 domini Amministrativi e Governativi differenti: Danimarca, Norvegia, Svezia e Finlandia.

Altro riferimento è il computing model inglese di GridPP [3] dove tutti i Tier2 sono facility virtualizzate su scala multi regionale e su network multi istituzionali.

Anche negli Stati Uniti nell’ambito della collaborazione CMS, i due poli UCSD del CalTech hanno implementato delle tecnologie di Tier distribuito[4], per lo sharing e la replica dei dati su scala geografica.

Sulla base delle migliori esperienze internazionali e sfruttando le preesistenze e specificità dell’aggregazione GRISÙ, si intendono potenziare le infrastrutture dal punto di vista hardware e creare un’architettura di supporto per il computing model di SuperB insieme ad una serie di Task-Force miste Imprese/Ricerca con i seguenti compiti principali:

Realizzazione di una Facility di calcolo intensivo distribuito su network d’eccellenza

Progettazione di componenti elettronici e di sensori per l’apparato sperimentale di SuperB

Servizi per il Data Management

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Sviluppo di un sistema integrato di monitoraggio

Realizzare un punto di riferimento per i codici paralleli e per le simulazioni

Fornitura di nuovi servizi a livello rete.

R&D per l’evoluzione del computing model di SuperB.

Efficentamento energetico (GREEN Computing)

Progettazione di componenti per il rivelatore e l’acceleratore

[1] A distributed Tier-1 2008 J. Phys.: Conf. Ser. 119 052016 (http://iopscience.iop.org/1742-6596/119/5/052016)

[2] Analysis of internal network requirements for the distributed Nordic Tier-1 2010 J. Phys.: Conf. Ser. 219 052001 (http://iopscience.iop.org/1742-6596/219/5/052001)

[3] Architettura della UK-Cloud nell’ambito della collaborazione GriddPP http://www.gridpp.ac.uk/explain.html

[4] “Hadoop Distributed File System for the Grid “ in -Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC), 2009 IEEE

3 PREVISIONI D’IMPATTO

Ambiti Impatto Competitività delle Imprese Crescita del know-how delle imprese alle quali potranno essere

trasferiti specifici task per la collaborazione SuperB spendibili anche presso altri laboratori della collaborazione.Sviluppo di prodotti software e servizi Cloud altamente competitivi, allo stato dell’arte della tecnologia.Sviluppo di componenti per apparati sperimentali, componenti elettronici , sensoristica di nuova concezione. Inserimento delle imprese in una delle più importanti collaborazioni scientifiche del Mondo.Ampliamento dell’offerta da parte delle imprese con servizi/prodotti competitivi e spendibili su mercati internazionali.

Occupazione Creazione e formazione di personale tecnico/scientifico specializzato sulle nuove tecnologie, competitivo a livello internazionale.Creazione di nuove opportunità di lavoro all’interno delle imprese per il supporto e sviluppo dei nuovi prodotti.

Internazionalizzazione Visibilità globale data dalla collaborazione SuperB.Integrazione dei servizi/prodotti nell’Italian Grid Initiative e nell’European Grid Initiative. Utilizzo di standard internazionali con garanzia di interoperabilità e qualità.

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Effetto trainante fornito dalla collaborazione scientifica di SuperB

3.1 Strategie di sviluppoSuperB è in fase di Startup e il laboratorio pubblico-privato GRISU’ si inserisce immediatamente nelle attività per l’implementazione e sviluppo dei servizi di cui usufruirà il progetto negli anni successivi.

Gli obbiettivi strategici delle imprese riguardano:

Riuscire a sfruttare la Griglie Computazionale del meridione per i propri business, sviluppando tecnologie di tipo Cloud Computing, virtualizzazione e network sull’infrastruttura di calcolo GRISU’ estendibili all’infrastruttura europea EGI. Creare un modello di business spedibile sui mercati nazionali ed internazionali e presso gli altri distretti-tecnologici o laboratori facendo sistema nel meridione.

Sviluppare tecnologie di sicurezza e protezione dei dati su piattaforme distribuite

Intergare le competenze e tecnologie di rete ultraveloci, Nx10Gbit/s su scala geografica per nuovi modelli di business, fino ad oggi prerogativa del comparto ricerca.

Sviluppare know-how per la progettazione di nuovi prodotti, componenti elettroniche e meccaniche di nuova concezione con alti livelli di precisione. Innovazione di processi per il testing dell’affidabilità delle componenti elettroniche e meccaniche. Produzione in silico di componenti.

Nei primi tre anni di attività l’aggregazione sarà impegnata nel supporto a SuperB relativamente alle seguenti tematiche strategiche:

3.1.1 Supporto al calcolo in SuperB Sviluppo di tecnologie di Cloud Computing di interfacciamento alle infrastrutture GRID basate su

middleware glite/EMI con successivo porting del codice di SuperB per facilitare l’analisi dati da parte di utenti ovunque distribuiti.

Sviluppo di interfacce utente semplificate e integrate per il codice di SuperB. Porting, adattamento ed ottimizzazione su architetture multicore del codice di analisi di SuperB Sviluppo e messa a punto di tecnologie di Virtualizzazione e di migrazione di macchine virtuali per il

consolidamento e per l’infrastruttura di servizio di SuperB.

3.1.2 Supporto per il data Management Sviluppo di sistemi hardware e software per il management dei dati secondo i criteri di affidabilità,

sicurezza e raggiungibilità in maniera site indipendet. (circa 10PB l’anno) Sviluppo di tecnologie di chashing dei dati per ottimizzare i trasferimenti dati e la computazione. Tecnologie di distribuzione del software base dell’ esperimento di SuperB sulla cloud Italiana ed

internazionale. Sviluppo di tecnologie e servizi di livello rete su IPv6, per supportare il flusso di dati previsto da

SuperB e l’accesso totalmente site-indipendent da utenti e applicazioni.

3.1.3 Sviluppo dell’apparato Sperimentale: Nuovi processi per la progettazione, testing e lo studio dell’ affidabilità di componenti elettroniche

e meccaniche, per i requirement stringenti del mondo ricerca.

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Sviluppo di tecnologie abilitanti per la progettazione di nuove componenti elettroniche per la realizzazione dei sistemi di acquisizione e controllo ultraprecisi ed ultra sensibili previsti per SuperB.

Sviluppo di nuovi sensori e integrazione dei sistemi dall’acquisizione all’interpretazione del dato. Sviluppo di tecnologie e konw-how per la produzione di componenti meccaniche per la

realizzazione dell’acceleratore e dell’apparato sperimentale di SuperB.

3.1.4 Management dell’apparato sperimentale Sviluppo di tecnologie Cloud, portlet container e system-integration per la creazione di sistemi di

monitoraggio . Monitoraggio di tutti i sottosistemi, design e progettazione di mappe dinamiche. Sviluppo di tecnologie di accounting del calcolo e dello storage per SuperB. Tecnologie e strumenti di Asset Strumenti collaborativi per l’esperimento SuperB Sistemi di visualizzazione 3D del rivelatore e dell’intero apparato.

3.2 Valorizzazione programmi di R&DIn Europa sono già attivi programmi per la diffusione pervasiva delle tecnologie di Cloud/Grid computing nei settori produttivi oltre che nella ricerca. La possibilità per le imprese di applicare queste tecnologie nel progetto SuperB, consente di valorizzare gli sforzi.

Gli R&D sviluppati da GRISU’ per la collaborazione SuperB verranno valorizzati tramite una collaborazione fattiva tra le task-force di progetto e le principali infrastrutture internazionali verso prodotti esportabili su scala maggiore. Tale effetto sarà ottenibile, in quanto si stanno andando a trattare delle tematiche cruciali coerenti a livello europeo non sono per SuperB, ma anche per altri settori della ricerca scientifica e industriale.

3.3 InternazionalizzazioneIl progetto SuperB si sviluppa all’interno di una collaborazione Internazionale che coinvolge ad oggi 10 paesi. Questo consentirà alle imprese di GRISU’ di lavorare in un contesto trainante verso l’internazionalizzazione e l’applicazione dei prodotti al di fuori del territorio nazionale, sia presso altri laboratorio dedicati alla SuperB che in altri ambiti.

GRISU’si avvale di un infrastruttura di calcolo e di rete d’eccellenza e competitiva a livello Europeo. La Griglia del sud è infatti parte integrante delle infrastrutture IGI e EGI rispettivamente la National Grid Initiative Italiana ed il maggiore circuito Europeo di computing impegnati nella diffusione pervasiva delle tecnologie di Cloud/Grid.

La partecipazione a questi circuiti, conferisce alle aziende coinvolte un ulteriore canale di diffusione ed internazionalizzazione dell’esperienza, in particolare GRISU’ utilizza protocolli e software di base standard che garantiscono la piena interoperabilità dei servizi sviluppati sulle maggiori piattaforme internazionali. Inoltre l’accesso diretto alla rete della ricerca, che supporta in prospettiva velocità dell’ordine dei Nx10Gbit/s, consentirà alle aziende di creare dei business totalmente site-indipendent.

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Queste condizioni favorevoli consentono alle imprese di approcciare nuovi mercati tans-nazionali, accrescendo la loro competitività oltre i confini delle regioni obiettivo e verso i mercati europei.

Infine, ammortizza il rischio delle imprese che andranno a scommettere su tecnologie che avranno sicuro seguito sia nella comunità europea che nel mercato globale.

3.4 Generazione d’indottoPartendo dai servizi/prodotti individuati per le esigenze di SuperB, l’indotto verrà generato attraverso la creazione di una serie di task-force miste Imprese/Enti di ricerca, formate dal personale a contratto acquisito sulle risorse di progetto e dal personale a cofinanziamento.

A partire dal know-how interno, ciascun gruppo avrà il compito di completare la sperimentazione necessaria per il proprio nucleo di attività e mette rendo appunto le tecnologie abilitanti ed i servizi pilota per le esigenze dell’esperimento SuperB. Contemporaneamente verranno generalizzate ed estrapolate le soluzioni per la creazione di servizi/prodotti stabili e esportabili dalle imprese per altre applicazioni.

Infine, si dovrà trasferire completamente le tecnologie, il know-how di realizzazione e gestione del servizio/prodotto implementato, presso le imprese partecipanti, al fine di aumentare la loro offerta e accrescere la loro competitività. Nel contempo, le task force formeranno delle unità di personale specializzato, che potrà essere impiegato per portare avanti il business presso le aziende, negli anni successivi alle attività di progetto.

Gli interventi potranno essere svolti sia portando personale ricercatore presso le imprese per il tempo necessario alla conclusione di specifici task, sia introducendo il personale delle aziende nei laboratori dei vari Enti, in un ambiente misto di ricerca, sviluppo e applicazione.

4 AMBITO TECNOLOGICO

Tecnologie Applicazioni Cloud/Grid Computing, Paradigmi di (SaaS) Software as a Service, Platform as a Services (PaaS) e Hardware as a Services (HaaS).

Servizi di Data Management, Analisi dati e algoritmi di trigger per SuperB, monitoraggio integrato multilivello, sistemi di allarmistica, rappresentazione delle collisioni del detector, condivisione software, strumenti collaborativi.CAD as a Services, componenti elettronici e di sensori per l’apparato sperimentale di SuperB

Tecnologie di rete Nx10Gbit/s, IPv6, QoS, bandwidth reservation

Virtualizzazione del livello rete, trasferimenti massivi dei dati di SuperB, servizi di rete con garanzia della banda e della qualità della connessione. Site-indipendent services e Site-indipendent software.

Multicore, HPC, reti a bassa latenza intercluster, Calcolo Parallelo.

Simulazione per la progettazione delle varie componenti dell’acceleratore e del rivelatore di SuperB. Applicazioni di fluidodinamica e di meccanica, esportabili in svariati settori, ivi comprese le esigenze dei distretti tecnologici già attivi o in fase di creazione.

Affidabilità dei sistemi Progettazione di componenti elettronici e meccanici di precisione. Innovazione di processo. Componenti per apparati sperimentali.

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4.1 Tecnologie primarieL’operatività del progetto si focalizzerà sulle tecnologie abilitanti di Cloud e Grid computing unitamente ai paradigmi del High Performance Computing, broadband networking e virtualizzazione.

Servizi e prodotti a supporto dell’esperimento SuperB verranno creati sulla preesistente infrastruttura di calcolo di GRISU’, basata su cluster di multicore, con sistemi di interconnessione a bassa latenza, infiniband e 10Gbit. I cluster sono interconnessi geograficamente attraverso il backbone GARR a velocità 1-2Gbit/s in prossimo upgrade a 10Gbit/s e Nx10Gbit/s con servizi di rete innovativi di bandwidth reservation, supporto del QoS e virtualizzazione del livello rete.

Il middleware di base sarà quello adottato all’interno dell’infrastruttura europea EGI (evoluzione di gLite) e fornito dal progetto EMI. Tale software si basa su protocolli standard e raccomandazioni prodotte nell’ambito del Open Grid Forum (OGF). Questo garantirà la massima interoperabilità con tutte le maggiori e-infrastrutture mondiali.

Al disopra dello strato middleware verranno sviluppati una serie di applicativi quali tool di data management e di data analisys, sistemi di monitoraggio integrati, tool di visualizzazione 3D e “CAD as a Services”, utilizzando i principali paradigmi di Cloud Computinig: (SaaS)Software as a Service, Platform as a Services (PaaS) e Hardware as a Services (HaaS).

Altre tecnologie primarie alla base delle attività per SuperB, saranno la virtualizzazione dei sistemi operativi con diversi paradigmi, migrazione di macchine virtuali su scala geografica, sistemi in alta affidabilità.

Il paradigma dell’open source sarà un ulteriore valore aggiunto, che permetterà alle imprese di acquisire un konw-how su tecnologie in espansione con ampie prospettive di applicazione anche al di fuori della collaborazione SuperB.

4.2 Coerenza agende R&D

Il progetto contribuisce ad una visione strategica dell’aggregazione Pubblico Privata GRISU’ promuovendo un agenda di R&D da sviluppare in maniera congiunta tra imprese ed enti di ricerca, verso la creazione di prodotti allo stato dell’arte e competitivi, che avranno come fruitore pilota il progetto SuperB.

Gli R&D riguardano tematiche di punta a livello internazionale e coerenti con le linee strategiche Nazionali e con quelle indicate negli APQ regionali, con particolare riferimento all’ICT e ai temi correlati. Le attività permetteranno alle imprese di inserirsi dall’inizio in una delle più importanti collaborazioni scientifiche internazionali e di sfruttarne l’effetto trainante.

Lo studio e l’applicazione di tecnologie di Cloud, Grid computing ed HPC, si inserisce in un quadro strategico multi regionale, in continuità con l’esperienza della programmazione 2000/06 ed in coerenza con i fabbisogni di computing individuati nel settore ricerca e nel settore privato.

Le tematiche trattate ed gli R&D proposti per il supporto di SuperB vanno a sviluppare tecnologie esportabili anche presso le altre aggregazioni e distretti tecnologici, già in essere o in fase di costituzione

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nelle regioni obiettivo, con i quali l’aggregazione GRISU’ è già in contatto. In tal modo l’infrastruttura di computing potrà veramente fare sistema nel meridione.

L’aggregazione GRISU’ si muove altresì nel contesto delle maggiori infrastrutture di ricerca nazionali ed internazionali, in particolare è inserita dell’Italian Grid Initiative (IGI) e dell’ Euorpean Grid Initiative (EGI), con le quali condivide piani crescita e linee strategiche. Questo insieme con la presenza di importanti enti di ricerca, in primis l’INFN e le università, già leader internazionali nelle tecnologie primarie del progetto, (Cloud, Grid ed HPC) garantisce l’assoluta eccellenza dei programmi di R&D.

4.3 Valorizzazione struttureDefinizione di una strategia per la valorizzazione dei laboratori, le strutture di ricerca e gli asset strategici dei soci ripensandone il funzionamento su scale trans-nazionale ed in un ottica di rete.

4.4 Programmi di ricercaPer raggiungere gli obiettivi ambiziosi previsti dal programma scientifico di SuperB, occorre l’adozione di tecnologie abilitanti in parte da mettere a punto, in parte non ancora pronte ed oggetto di R&D. Il management di un flusso di dati di circa 20TB al giorno, l’analisi e lo sfruttamento dei sistemi multicore, modelli di crescita scalabili dei data center nonché l’affidabilità di componenti meccaniche ed elettroniche sperimentali, sono tematiche che richiedono ulteriori sforzi di ricerca, ma che promettono altresì ricadute in termini di sviluppo della tecnica e di nuovi servizi.

Il programma di ricerca di GRISU’ contribuirà a queste sfide, integrando le competenze delle strutture di ricerca con le imprese private verso una trattazione professionale delle tecnologie sviluppate.

La compagine che caratterizza il laboratorio, in particolare gli enti di ricerca coinvolti, hanno avuto in questi anni posizioni leader nella ricerca e sviluppo di tecnologie abilitanti a supporto delle grandi collaborazioni scientifiche .

Dai risultati attesi ci si aspetta un forte impatto in termini di sviluppo di nuovi codici e nuove interfacce Cloud per le infrastrutture di ricerca, ottimizzazione dei processi , fruibilità delle infrastrutture distribuite per SuperB e per le imprese.

La solidità dei partner, Il konw-how interno e le strategie di crescita e la sono la garanzia della riuscita del progetto.

Qualità tecnico-scientifica deI progetto, in termini di contributo del progetto alla soluzione di problematiche di ricerca e sviluppo del settore/ambito di riferimento prescelto, adeguatezza dei contenuti, sviluppo di metodologie avanzate, articolazione e integrazione delle competenze delle strutture scientifico-tecnologiche pubblico-private coinvolte nel progetto, impatto dei risultati attesi in relazione all’avanzamento tecnologico dei proponenti in coerenza con le finalità del presente invito

4.5 Formazione e trasferimentoIl progetto prevede di trasferire presso le imprese, tutte le tecnologie abilitanti sviluppate nei programmi di R&D. L’obiettivo è formare nuove competenze e rendere le aziende del meridione mature per poter sostenere il programma Scientifico di SuperB che si svilupperà nei prossimi 10-15 anni.

Inoltre le tecnologie sviluppate, aventi valenza traversale e spendibile al di fuori della collaborazione SuperB, contribuiranno a delineare una visione strategica di riposizionamento delle imprese sul sistema

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economico delle regioni convergenza anche a supporto dei nuovi distretti tecnologici nascenti e degli altri laboratori pubblico-privati.

Ricadute dei risultati attesi con riferimento alla potenzialità degli stessi di concorrere allo sviluppo di strategie di riposizionamento del sistema economico delle Regioni della Convergenza e capacità degli stessi di generare ricadute positive in più settori/ambiti previsti dall’invito

5 I SOGGETTI COINVOLTI

5.1 Il TEAMIl team coinvolto nelle attività di GRISU per SuperB, comprende imprese di vari settori: sviluppo software, informatiche, elettroniche, system integrator, fornitrici di servizi e realizzazione di componenti meccaniche. Molte aziende hanno già dimostrato l’interesse per applicazione della ricerca e la capacità di ampliare la loro offerta ed i propri mercati facendo sistema secondo il paradigma “ricerca-formazione-innovazione”.

Il comparto ricerca coinvolto, inoltre, rappresenta l’eccellenza nazionale sulle tematiche trattate dal progetto e nelle attività di trasferimento tecnologico. In particolare l’INFN presente in GRISU con ben cinque organizzazioni stabili, è anche l’ente proponente e coordinatore di tutto il “Progetto Bandiera” del MIUR SuperB ed ha un ruolo di leadership internazionale sulle tecnologie di Cloud computing e di Grid Computing. Inoltre vi è una forte presenza delle maggiori Università del meridione, dotate di strutture e di konw-how che sono una garanzia per lo svolgimento delle attività di formazione oltre che di quelle di ricerca.

5.2 Ruoli chiaveNell’ambito del progetto l’INFN svolgerà un ruolo di leadership facendo da interfaccia tra la collaborazione SuperB e tutti i partner di GRISU’, sfruttando le proprie sezioni distribuite sulle 4 regioni. L’istituto di fisica nucleare contribuirà quindi a indirizzare il lavoro delle Task-Force pubblico/private a creare i framework di collaborazione ed a veicolare le attività in servizi e prodotti per la SuperB.

5.3 Ruolo delle PMILe PMI partecipanti all’aggregazione, lavoreranno in sinergia con i partner della ricerca, trainati dall’INFN e dalle Università. Esse completeranno le sperimentazioni necessarie nell’ambito delle task-force di attività, ed avranno il ruolo di mettere a regime i servizi/prodotti individuati per le esigenze di SuperB e di completare la messa in esercizio in maniera professionale, acquisendo la piena autonomia nella loro gestione ed enucleando le componenti esportabili e spendibili su nuovi mercati.

5.4 Legami con altre struttureSuperB coinvolge numerosi laboratori distribuiti sul territorio Nazionale e su scala globale. GRISU’ avrà certamente la necessita e l’opportunità di esportare i propri servizi verso altre sedi e verso altre realtà sia di ricerca che del mondo aziendale fornendo consulenza.

Inoltre, in un quadro generale di sviluppo delle regioni obiettivo, i servizi e le esperienze maturate durante i 3 anni di progetto e tutte le tecnologie trasversali abilitanti sviluppate per SuperB, potranno essere esportate presso gli altri distretti tecnologici e laboratori pubblico/privati tematici, che ne avranno bisogno per le loro attività di computazione.

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6 SOSTENIBILITA’ A MEDIO LUNGO TERMINE

6.1 Fabbisogni da soddisfareIl progetto Bandiera SuperB, dominerà la scena Italia ed internazionale per i prossimi 10-15 anni, e i fabbisogni di computing e di tecnologie abilitanti nei vari settori avranno un modello di crescita che garantisce nuove opportunità per le aziende.

Si calcola che a regime l’esperimento dovrà processare circa 10PB di dati all’anno su una rete di collaborazione che coinvolge fisici di tutto il mondo. Questo apre una serie di necessità di sistemi di data management, security, serivizi cloud, servizi di rete. Inoltre l’esigenza di nuove componenti meccaniche ed elettroniche per supportare la luminosità prevista dell’apparto sperimentale lascia spazio per futuri sviluppi.

Le tecnologie abilitanti messe a punto e le risorse del laboratorio GRISU, ivi comprese le risorse di calcolo, storage e network, saranno inoltre dimensionate per i picchi di carico di SuperB. Questo fornisce un certo margine alle imprese di poter usufruire nei successivi 5 anni dopo la fine dei progetti, di un infrastruttura, di assoluta eccellenza e potenzialità con servizi.

Lo sviluppo parallelo di Distretti tecnologici ed altri laboratori pubblico privato nelle regioni obiettivo, crea altresì nuovi fabbisogni di computing, data management e di innovazione di processo. L’esperienza nel progetto SuperB permette alle imprese di vendere le nuove competenze acquisite sui nuovi ambiti di applicazione.

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