Inaugurazione Centro HPC CRESCO 06-05-2008 [email protected] ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW...

Inaugurazione Centro HPC CRESCO 06-05-2008 [email protected]

ITALIAN NATIONAL AGENCYFOR NEW TECNOLOGY, ENERGY

AND THE ENVIRONMENT


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


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


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)


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


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


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


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)


CASACCIACASACCIA

FRASCATIFRASCATI

S.TeresaS.Teresa

SaluggiaSaluggia

IspraIspra

BOLOGNABOLOGNA

PORTICIPORTICI

TRISAIATRISAIA

BRINDISIBRINDISI

ManfredoniaManfredonia

Centri computazionali ENEA-GRID

902750

400

140

30

#CPU/Core

45


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


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


Il progetto CRESCO(PON 1575)


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,…)


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”).


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


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)


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•…


ENEA-GRID & CRESCO

Il supercalcolatore CRESCO è integrato in ENEA-GRID


ENEA-GRID & CRESCOMonitoring


Sezione 1% Utilizzo cpu

Sezione 2% Utilizzo cpu

ENEA-GRID & CRESCOMonitoring


Sala Calcolo CRESCO


Particolari HPC CRESCO

Sezione 1 & 3 Sezione 2 & DDN

Sala controllo Sistema backupRETI: IB/GB

Corridoio CaldoSezioni 1 &2


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


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


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


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


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


Sperimentazione in corso sul GRID-ENEA con PMI e Consorzi

Simulazione flussi di aria nei vagoni ferroviariCETMA

(Tipo di calcolo HPC)


Sperimentazione in corso sul GRID ENEA con PMI e Consorzi

Simulazioni particolari di un CATAMARANO(Tipo di calcolo HPC)

CETMA


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


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


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


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


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


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


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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