La Figura di Marcello Rodonò nella Ricerca Astrofisica

Calcolo ad Alte Prestazioni

Sfide e Frontiere

Dipartimento di Fisica e Astronomia

Catania

23-24 Ottobre 2006

I Grandi Temi

Progetti legati all’HPC

Progetti legati alla Visualizzazione Scientifica

Progetti legati all’attività di GRID computing

Il Contributo di Marcello

•Favorisce la nascita di un gruppo di ricerca di Tecnologia Informatica e Cosmologia

•Favorisce la presentazione e lo sviluppo di Progetti Nazionali ed Europei

•Promuove la formazione di giovani studenti nel settore

•Promuove grandi progetti con lungimiranza sulle nuove frontiere: progetti GRID e Consorzio Cometa

High Performance ComputerDal 1993 al 2004

1993 – 1996 Sviluppo di codici N-Body paralleli ad albero su cluster di workstation e sistemi CRAY con HPF

Utilizzo di GRANT da parte di EPCC e CINECAUtilizzo di GRANT da parte di EPCC e CINECA

1996 – 1999 Uso esclusivo di sistemi MPP

Utilizzo dei sistemi CINECA e collaborazione di Utilizzo dei sistemi CINECA e collaborazione di ricerca con gli esperti HPCricerca con gli esperti HPC

L’opera di Rodonò: Da Direttore incoraggia e condivide. Capisce la sfida che iniziamo e che le prospettive sono grandi.

Finanziamenti MIUR: EC - Aree Obiettivo 1

1999 – 2004 Problematiche Astrofisiche attuali, visualizzazione scientifica e alta formazione nel campo del supercalcolo

1999 – 2001 Finanziamento di 1MML di Lire1999 – 2001 Finanziamento di 1MML di Lire: 650 Ml in attrezzature, 200 Ml in contratti,

2002- 2004 Finanziamento di 170.000,00 Euro2002- 2004 Finanziamento di 170.000,00 Euro: 140.000 in attrezzature, 20.000 borsa di studio

Progetto COSMOCT 2004 – 2007:Progetto COSMOCT 2004 – 2007: 380.000 Euro approvato dalla Comunità Europea (TOK)

Il primo sistema MPP 2000-2005

24 Processori

Global RAM Memory: 48 Gbyte

Linguaggi: C, C++, Fortran 90

Paradigmi: OpenMP, MPI, LAPI

IBM SP POWER3Il secondo sistema MPP8 Processori

Global RAM Memory: 16 Gbytes

Disk Array: 800 GB

IBM SP Power4

attualmente in uso, previsto fino a Dicembre 2006

Nasce il progetto denominato FLYFLY: un tree-code parallelo per sistemi multipiattaforma: da CRAY a SGI – ORIGIN, ad IBM SP.

FLY è stato recentemente inserito nella libreria pubblica di codici di Comp. Phys. Comm.

Ad oggi utilizzato da alcuni gruppi di ricerca per simulazioni cosmologiche e recentemente anche per altri campi di ricerca (per interazioni di tipo columbiane)

Prestazioni di FLY

Oggi è portato con MPI2 su piattaforme Linux E’ possibile eseguire simulazioni N-Body con oltre 100 Ml corpi su un sistema con almeno 32 PEs

• Dark Matter nell’Universo (Becciani, Antonucio et al., 1997….)

Evoluzione di Aloni nei Vuoti

(Antonuccio-Delogu et al., Monthly Notices, articolo del 2000)

Millennium Survey (Jenkins et al., 2006)

Altre attività HPC-Trasfomate Wavelet (Pagliaro)

-Analisi di Curve di Luce (Rodonò, Lanza)

-Corsi di Informatica presso l’Università di Catania

-Cicli di Seminari per gli studenti del Dottorato in Fisica

-Workshops: 3 eventi 2003-2006

- Scuole: 2 eventi 2004 e 2006

Organizzazione Eventi

Visualizzazione ScientificaDal 2001 ad oggi

Cosmo.LabCINECA , OACT, ASTRON NFRA, IRA, IFCTR

Finanziamento EC : 378.218 Euro

Finanziamento OACt 76.000 Euro

CNAA FUNDS: 2001 – 2002 Totale finanziato 44.415 Euros

L’attività inizia grazie alla Promozione che Marcello ha fatto del lavoro tecnologico sulla Visualizzazione Scientifica

Una iniziativa che è cresciuta nel tempo

• Visualizzazione 3D ed immersiva di dati di simulazione cosmologica

• Tool di analisi dati (Correlation function, Power sprectrum, Minkowsky functional)

• Reader Specifici (Tipsy, Fits)

• Tool per dati da catalogo

AstroMDAstroMD2001-20042001-2004AstroMDAstroMD2001-20042001-2004

VisIVO VisIVO Interoperable Interoperable visualisation tool for VO datavisualisation tool for VO data

Finanziato dalla EC ed incluso nella collaborazione italiana di Euro-VO

Oggi un tool italiano del VO che riscuote numerosi interessi

Gruppi interessati e che collaborano: CDS Strasburgo, ROE Edimburgo, Johns Hopkins University Baltimora, Harvard

University , NVO USA, Osservatori Padova, Teramo, Torino e Trieste

L’OACT uno dei poli italiani che contribuisce allo sviluppo del Virtual Observatory

VisIVOVisIVOVisIVO è un tool di visualizzaione scientifica sviluppato dall’INAF-OACt in collaborazione con il CINECA.

• Free Software

• Cross Platform (Windows and Linux alpha release)

• N-Dim (>3) Visualizzazione di Dati Astrofisici (LUT e Glyphs =>

proprietà scalari dei data points)

• Visualizzaione di Punti,Volumi e Campi Vettoriali

• Tool di Analisi Dati

• VO (Virtual Observatory) Interoperabilità: Topcat , Aladin ecc

PLASTIC

• Connessione al VizieR 2 Web Service

• Uso di External Grid Enabled Web Service Tools

Il GRID computing e l’HPC all’Osservatorio Astrofisico di

CataniaProgetti

Trinacria Grid Virtual Laboratory (TriGrid VL)

PI2S2 – Consorzio Cometa

Contributo di Marcello

Importante ai fini dell’impostazione di TriGrid

Fondamentale per la Creazione del Consorzio Cometa e per il progetto PI2S2

REGIONE SICILIAASSESSORATO INDUSTRIADIPARTIMENTO INDUSTRIA

Fondi POR Misura 3.15

Il Progetto TriGrid VL

Durata: Novembre 2005 – Novembre 2007

ATS

Creazione della prima infrastruttura di griglia computazionale Regionale Siciliana per applicazioni scientifiche ed industriali.

Integrazione con la Griglia italiana e con quella Europea

Trasferimento Tecnologico e interfaccia di applicazioni scientifiche ed industriali con il software e l’hardware della griglia.

Disseminazione del “paradigma grid”Creazione/agevolazione di spin-off nell’imprenditoria privata

Gli obiettivi del Progetto

K Euro

1 Acquisto e installazione di attrezzature tecnologiche 1.245

2 Spese per il personale dedito alle attività di trasferimento tecnologico e di promozione del servizio 1.603

3 Consulenze per attività di promozione e marketing 50

4 Spese organizzative, logistiche, materiali di consumo 111

5 Spese generali 480

Totale 3.489

Numero di siti dell’infrastruttura 3Numero totale di CPU/core totali disponibili 590

Catania (INAF+INFN) 310

Messina (Università) 200

Palermo (DIFTER) 80

Spazio disco totale disponibile (TByte) 65

Numero totale di tutorial ed eventi di training 4

Numero totale di partecipanti agli eventi di training 150

L’Infrastruttura di TriGrid

IBM Server Blade LS20 - AMD Opteron 286

4 DDR VLP (very low profile) DIMM slots

Ultra 320 non Hot Swap Disk

w/ RAID1

Supports SFF and legacy I/O

expansion cardsBroadcom dual port

ethernet

Two sockets 68W processorsSingle and dual core

L’Infrastruttura di TriGrid

sottosistema storage IBM DS4100

INAF-OACT HPC node

56 CPU/core – 2 GB Ram

Rete di Calcolo Infiniband

3 TByte spazio disco

Topspin, MPICH, MPICH-2

Centro di Calcolo Unificato INFN e INAF-OACT

Missione GAIA GSR, Integrato con il DPC Italiano (OA-Torino)

Missione PLANCK Supporto al DPC Italiano, Pipeline di simulazione e fase operativa (OA/SI-Trieste)

Missione COROT Additional program: analisi di curve di luce (OA-Catania et al.)

VObs.it VO Teorico, Visualizzazione (OA/SI-Trieste, OA-Torino, Uni-Trieste, CINECA,OA-Catania)

Simulazioni cosmologiche DM - Weak Gravitational Lensing, LSS, MFD (Uni-Trieste, OA-Catania)

Principali Applicazioni di Astrofisica

TRIGRID VL PRIMA CALL

Primo Workshop 13 Marzo 2006

Form

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ione

martedi 8 novembre 2005

ORGANI DEL CONSORZIO

- l'Assemblea dei Consorziati; - il Presidente del Consorzio; - il Consiglio di Amministrazione;- il Comitato tecnico-scientifico;-il Collegio dei Revisori

Sede Legale c/o INFN – sez. di Catania Via S. Sofia 64, Catania (Dip. Fisica e Astronomia)

Il Consorzio Cometa

COnsorzio Multi Ente per la promozione e

l'adozione di Tecnologie di calcolo Avanzato

Fondato Febbraio 2005

INAF (PA+CT) partner paritario

martedi 8 novembre 2005

Progetto per l’Implementazione e lo Sviluppo di una e-Infrastruttura in Sicilia basata sul paradigma della

grid (PI2S2)

Aree Obiettivo 1

Avviso MIUR 1575 del 2004

PON Misura II.2 azione a

Progetto di Ricerca di durata 36 mesi: 2006-2008

Ricerca Fondamentale

Ricerca Industriale

Infrastruttura di Calcolo con il Paradigma della GRID

Il Progetto PI2S2

martedi 8 novembre 2005

Gli obiettivi del Progetto

Favorire lo sviluppo e la diffusione delle nuove tecnologie

Realizzare ricerca avanzata sia nel settore pubblico che in quello privato

Offrire le potenzialità di calcolo e di immagazzinamento dati alla ricerca ed all’imprenditoria operanti su tutto il territorio.

Costo complessivo del progetto € 11.338.250,00 (€ 2.000.000 INAF) di

cui 3.343.000 di Attrezzature per il Grid Computing

martedi 8 novembre 2005

L’infrastruttura di Cometa PI2S2

Scelta Strategica del Progetto

HPC-gridGara in fase di espletamento

Tutti i sistemi di Calcolo di PI2S2 saranno HPC Oriented

Caratteristiche dell’Architettura

Server Blade con 2 processori per lama

Processori Dual Core 64 bit del tipo probabilmente AMD Opteron (o equivalente)

2 GB Ram per CPU-core (nodi con 4 core e 8 GB Ram)

Rete a Bassa Latenza di tipo Infiniband 1X o 4X (o equivalente)

Sistema di Storage Raid 0,1,5 con Hot Spare

New

s

La p

rima

griglia

Naz

ional

e

HPC - orie

nted

martedi 8 novembre 2005

Investimenti Suddivisi per polo geografico

Catania (Polo scientifico della Cittadella Universitaria comprendente strutture di INAF-OACT, INFN e UNICT)

L’infrastruttura di Cometa PI2S2

Centro di calcolo unificato INFN - INAF(OACT)

● INFN data Center : almeno 280 CPU-core

● INAF-OACt data Center - HPC system: almeno 200 CPU-core

● almeno 100 TByte complessivi di spazio disco

Università di Catania

N. 2 aule multimediali da almeno 50 postazioni ciascuna (UNIct)Nodo: N. 160 CPU-core e 50 TByte complessivi di spazio disco

martedi 8 novembre 2005

Università di Messina

N. 1 aula multimediale da 50 postazioni Nodo: 240 CPU–core 30 TBytes spazio disco di disco

Centro di calcolo unico Università di Palermo - INAF (Palermo)

HPC system: almeno 256 CPU-core

almeno 60 TByte complessivi di spazio disco

L’infrastruttura di Cometa PI2S2

martedi 8 novembre 2005

Unità INAF del polo di CataniaA. Origine ed evoluzione della Struttura a Grande Scala dell'UniversoB. Evoluzione del campo magnetico su Larga ScalaC. Partecipazione al progetto VObs.it: Data Center per la cosmologia teorica con servizi integrati per il Virtual Observatory (VO).Unità INAF del polo di PalermoA. Simulazioni numeriche di plasmi astrofisici (INAF/OAPa).B. Astroparticelle – Simulazione (INAF/IASF-Pa).C. Astronomia X e Gamma – Analisi dati (INAF/IASF-Pa).

Le Applicazioni di Astrofisica di PI2S2

Supporto strategico alle Missioni spaziali (p.e. Gaia, Planck, Alma

ecc.) e ai più importanti progetti Nazionali ed Internazionali

martedi 8 novembre 2005

~15.000.000 € in 3 anni~300 anni/uomo (2/3 nuovi contratti)

> 1700 CPU/core > 300 TByte HPC - Grid

Per Concludere: TriGrid + PI2S2

Supporto alla ricerca scientifica e alle grandi sfide che essa pone

martedi 8 novembre 2005

Per Concludere: tempi e sfide

Tempi

I Partecipanti al progetto TriGrid avranno le prime macchine saranno operative a Novembre 2006

Il Consorzio Cometa avrà le prime macchine operative entro Gennaio 2007 e completerà i suoi sistemi nei primi mesi del 2008

Grande Sfida al futuro del Calcolo

I due progetti, a Catania e Messina, costituiranno un unico sistema di Grid

Computing ed HPC a disposizione della comunità scientifica

martedi 8 novembre 2005

Grazie MarcelloUgo Becciani

Vincenzo Antonuccio

Alfio Bonanno

Alessandro Costa

Piero Massimino

Mario Gambera

Antonio Pagliaro

Massimiliano Bonamente

Alessio Romeo

Daniela Ferro

Angela Germanà

Marco Comparato

Bjorn Larsson

Alessandro Grillo

Vincenzo Costa