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Cyber-infrastructure per la ricerca in Sardegna

AOB

• Dedicata al supporto della ricerca scientifica e tecnologica– Permette di affrontare problemi a grande scala– Eccellente piattaforma di ricerca su calcolo e

reti avanzate– Integrato con la Grid Italiana

• Basata su reti ad alta velocità che mettono in connessione– 4 strutture principali per il calcolo– I centri di ricerca ed i principali ospedali della

Sardegna

• Nucleo della rete su fibre spente– Switching ottico– Bandwidth Unlimited Computing– Application Programmable Computing

Resources

• Supporto diretto di RAS– Accesso a fibre spente ed a rete regionale

INFN

1008 cpu cores2.2 TB RAM195 TB disk

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Computing Power - 3 poli

principali:U-CA (Universita’ di Cagliari e INFN)

CRS4

OAC (Osservatorio Astronomico -INAF)U-CA

CRS4 OAC Totale

Cpu cores+

408 312 288 1,008

RAM (TB) 0.8 0.8 0.6 2.2

Intercnct IB* GbE, IB* GbE,IB*

Disk (TB) 70 80 45 195+ AMD dual opteron 28x cpus•InfiniBand 4xDDR 20Gbit/s bi-directional, latency ~ 2 sec

80% Installato e funzionante

•450 core processors aggiuntivi sono stati ordinati per l’ Università di Sassari, UniCA (Ingegneria) e INAF (SRT)

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Sperimentazione e test sui sistemi

operativi

• In origine previsti due sistemi operativi, uno dei quali ottimale per High Performance Computing

• Dopo una serie di studi e test è stato possibile convergere su Scientific Linux

• Maggiore efficienza di utilizzo dell’ infrastruttura

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Servizi Grid

• Definita Organizzazione Virtuale (VO) cybersar

• Configurato servizio di broker• Configurato catalogo dei dati accopiato ad

uno storage element• Configurato Computing element• Configurato Portale per l’accesso alle

risorse• Infrastruttura basata su risorse dei tre poli

principali 4

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Utilizzo dei Servizi Grid

• Workshop di inaugurazione dell’ infrastruttura– 80 partecipanti, 40 partecipanti ai tutorials – http://indico.ca.infn.it/indico/conferenceDisplay.py?confId=0

• Test di funzionalità con applicazioni pilota:– chimica – fisica della materia– idrologia– meterologia– fisica delle alte energie

• coinvolgimento di nuove applicazioni:– Ingegneria

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• Presentazione del Progetto a e-Science 2007:

• Cybersar: a new computational infrastructure for research in Sardinia

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Integrazione dei servizi Grid

• Realizzazione, già alla fine del 2006, di un’ infrastruttura di Grid nei tre poli principlai basata su clusters di risorse proprie

– Sperimentazione– Rapido porting delle applicazioni– Interoperabilità

• Attività di collaborazione sull’ Interoperabilità con gli altri progetti PON Ricerca avv. 1575

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APPLICAZIONI• OR3 Sistemi computazionali e di data processing real-time per la ricerca fondamentale

in astrofisica.

• OR4 Previsione di eventi meteorologici estremi basata su tecniche d’ensemble statistico.

• OR5 Inversione massicciamente parallela di dati sismici per imaging geofisico in profondità.

• OR6 Esplorazione immersiva di dati scientifici ed ingegneristici a grandissima scala su "next generation displays"..

• OR7 Studi avanzati di fisica computazionale della materia dura e soffice.

• OR8 Elaborazione con tecnologie di calcolo avanzate di grandi volumi di dati caratterizzati da eventi complessi originati da collisioni protone-protone e nucleo-nucleo ad altissime energie.

• OR9 Studi avanzati di chimica computazionale.

• OR10 Simulazione modellistica e progettazione nell'ingegneria di processo e della produzione.

• OR11 Simulazione modellistica nella pianificazione territoriale, ambientale e dei servizi.

• OR12 Simulazione e analisi di grandi quantità di dati per applicazioni multimediali, a larga banda e distribuite.

• OR13 Realizzazione di un simulatore di gru “Portainer”.

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Applicazioni

• Attività di preparazione e test degli algoritmi

• Tests sull’ infrastruttura prototipale di grid dall’ inizio 2007

•Inizio utilizzo dell’ infrastruttura da Dicembre 2007

• applicazioni pilota:– chimica fisica della materia idrologia meterologia

fisica delle alte energie

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Applicazioni

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Cybersar Tecniche informatiche avanzate per la Tecniche informatiche avanzate per la Previsione meteorologica: EVENTI ESTREMIPrevisione meteorologica: EVENTI ESTREMI

Workflow del modello meteo BOLAM sviluppato per l progetto e utilizzato con middleware Glite

A4.2 Le procedure sviluppate sono state utilizzate nella GRID CyberSar con il middleware GLite. I tools Glite utilizzati sono:•Data Management and File Access tools: per accedere ai dati remoti dalla User Interface•LCG File Catalog: per registrare i dati nel catalogo•Workload Management System: per sottomettere e monitorare I job

A4.1Procedure sviluppate per il progetto:• Decodifica dati• Preprocessing dati• Running modello• Nesting• Postprocessing

Un immagine dal portale GENIUS-CyberSar che ci permette di sottomettere BOLAM Glite da browser (in progress)

Obiettivo: Obiettivo: previsioni previsioni meteo sempre più meteo sempre più

affidabiliaffidabili

Previsioni accurate su scale ridotte in tempi

brevi

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BDAM – Batched Dynamic Adaptive Meshes Framework• Metodo per la generazione di superfici continue da assemblaggio di patch

pre calcolate (BDAM). • Utilizzo di GPU per una risoluzione sub-metrica nella visualizzazione

globale del pianeta (P-BDAM)• Utilizzo di metodi di compressione quasi lossless basati su wavelet

vincolate (C-BDAM)• Tecniche applicate con successo su molti di casi, tra cui ricostruzioni

dell’intero pianeta terra create da dati SRTM ad alta risoluzione• Lavoro svolto in collaborazione con ISTI-CNR

Incremental rendering

Parallel out-of-core preprocessing

Wavelet based two-stage diamond compression

R. Pajarola and E. Gobbetti. Survey on Semi-RegularMultiresolution Models for Interactive Terrain Rendering.The Visual Computer, 23(8): 583-605, 2007

Andreas Dietrich, Enrico Gobbetti, and Sung-Eui Yoon. Massive-ModelRendering Techniques: A Tutorial. IEEE Computer Graphics and Applications, 27(6): 20-34, nov/dec 2007

Fabio Bettio, Enrico Gobbetti, Fabio Marton, and Giovanni Pintore.High-quality networked terrain rendering from compressed bitstreams. InProc. ACM Web3D International Symposium. Pages 37-44, April 2007.

Uso delle risorse computazionali:Processing e rendering di dati territoriali

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M. Agus, E. Gobbetti, J. Guitián, F.Marton, and G. Pintore. GPU Accelerated Direct Volume Rendering on an Interactive Light Field Display. Computer Graphics Forum, 27(3),2008

Fabio Bettio, Enrico Gobbetti, Fabio Marton, and Giovanni Pintore.Scalable Rendering of Massive Triangle Meshes on Light Field Displays.Computers & Graphics, 2008. To appear

Individual spatial voxels are addressedthanks to direction-selective light emission

Screen plane

Chunk bounding sphere

Spatial display resolution decreases with distance from screen plane.Adaptive renderer matches surface tessellation accuracy

with display resolution

Visualizzazione su display 3D• Il display utilizza una speciale combinazione di un insieme di proiettori ed

uno schermo olografico; gli oggetti renderizzati appaiono sospesi nello spazio da differenti punti di vista.

• Un renderer parallelo distribuito pilota il display generando molteplici immagini per frame sui nodi di back-end; l'accuratezza della superficie è dinamicamente accoppiata con la risoluzione spaziale display.

• la tecnica raggiunge un frame rate interattivo per modelli enormi su display

da 50 Mpixel.• Primo display di questo tipo installato al mondo.

50Mpixel 0.8°

resolution50-70° FOV

Visualizzazione parallela

multirisoluzione su display 3D

Bettio, Gobbetti, Marton, and Pintore. Scalable Rendering of Massive Triangle Meshes on Light Field Displays. Computers & Graphics, 2008.

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Voce di spesa Previsione iniziale RENDICONTAZIONI 

  (da progetto approvato) FEB '07 NOV '07 FEB '08 stima

 

A.1 Personale dipendente 3.950.000 1.030.000 800.000 1.000.000 72%

B.1 Personale esterno 1.050.000 72.000 314.000 150.000 51%

B.2 - B.3 - B.4 Consulenze 650.000 65.000 100.000 43.000 32%

C Missioni   8.000 13.000 40.000  

D Attrezzature 4.650.000 836.000 1.963.000 75.000 62%

F Costi specifici di progetto - 5.000 11.000 22.000  

E Materiali di consumo - - - -  

L Spese generali 1.700.000 114.000 170.000 200.000 28%

    2.130.000 3.371.000 1.530.000  

totale 12.000.000 2.130.000 5.501.000 7.031.000 60%

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Voce di spesa Previsione iniziale TOTALE  

  (da progetto approvato) RENDICONTATO FEB 2008 DA RENDICONTARE

A.1 Personale dipendente 3.950.000 2.830.000 1.120.000

B.1 Personale esterno 1.050.000 536.000 514.000

B.2 - B.3 - B.4 Consulenze 650.000 208.000 442.000

C Missioni   61.000  

D Attrezzature 4.650.000 2.874.000 1.776.000

F Costi specifici di progetto - 38.000  

E Materiali di consumo - - -

L Spese generali 1.700.000 484.000 1.216.000

totale 12.000.000 7.031.000 4.969.000

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Voce di spesa Previsione iniziale RIMODULAZIONE NOTE

  (da progetto approvato)   

 

A.1 Personale dipendente 3.950.000 4.250.000 + 7% < 20%

B.1 Personale esterno 1.050.000 1.300.000 + 20% vedi consulenze

B.2 - B.3 - B.4 Consulenze 650.000 325.000 - 50% vedi personale esterno

C Missioni   150.000 <4% A+B incluse in A.1

D Attrezzature 4.650.000 5.300.000 + 15% di cui: 1500 impegnati e 500 in procedura di gara

F Costi specifici di progetto - 100.000 new  

E Materiali di consumo - 15.000 new  

L Spese generali 1.700.000 850.000 - 50%  

totale 12.000.000 12.290.000   

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ATTREZZATURE

PAGATO 2.900.000

IMPEGNATO 1.615.000

IN PREPARAZIONE 400.000

TOTALE 4.915.000