Presentazione di PowerPoint - Osservatorio Astrofisico di Catania

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 Computer
Dal 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 CINECA
1996 – 1999 Uso esclusivo di sistemi MPP
Utilizzo dei sistemi CINECA e collaborazione di
ricerca 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 Lire: 650 Ml in
attrezzature, 200 Ml in contratti,
2002- 2004 Finanziamento di 170.000,00 Euro: 140.000 in
attrezzature, 20.000 borsa di studio
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 POWER3
Il secondo sistema MPP
8 Processori
Global RAM Memory: 16
Disk Array: 800
IBM SP Power4
Gbytes
GB
attualmente in uso,
previsto fino a
Dicembre 2006
Nasce il progetto denominato FLY: 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)
Organizzazione Eventi
-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
Visualizzazione Scientifica
Dal 2001 ad oggi
L’attività inizia grazie alla Promozione che Marcello ha fatto
del lavoro tecnologico sulla Visualizzazione Scientifica
Una iniziativa che è cresciuta nel tempo
CNAA FUNDS: 2001 – 2002 Totale finanziato 44.415 Euros
Cosmo.Lab
CINECA , OACT, ASTRON NFRA, IRA, IFCTR
Finanziamento EC : 378.218 Euro
Finanziamento OACt 76.000 Euro
AstroMD
2001-2004
• 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
L’OACT uno dei poli italiani che contribuisce
allo sviluppo del Virtual Observatory
VisIVO Interoperable
visualisation 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
VisIVO
VisIVO 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
Catania
Progetti
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
Il Progetto TriGrid VL
REGIONE SICILIA
ASSESSORATO INDUSTRIA
DIPARTIMENTO INDUSTRIA
Fondi POR Misura 3.15
Durata: Novembre 2005 – Novembre 2007
Gli obiettivi del Progetto
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
K Euro
1
Acquisto e installazione di attrezzature tecnologiche
2
Spese per il personale dedito alle attività di trasferimento tecnologico e di promozione del servizio
3
Consulenze per attività di promozione e marketing
4
Spese organizzative, logistiche, materiali di consumo
111
5
Spese generali
480
1.245
1.603
50
Totale
3.489
L’Infrastruttura di TriGrid
Numero di siti dell’infrastruttura
3
Numero totale di CPU/core totali disponibili
590
Catania (INAF+INFN)
310
Messina (Università)
200
Palermo (DIFTER)
80
Spazio disco totale disponibile (TByte)
Numero totale di tutorial ed eventi di training
Numero totale di partecipanti agli eventi di training
65
4
150
L’Infrastruttura di TriGrid
IBM Server Blade LS20 - AMD Opteron 286
INAF-OACT HPC node

56 CPU/core – 2 GB Ram

Rete di Calcolo Infiniband

3 TByte spazio disco

Topspin, MPICH, MPICH-2
Ultra 320 non
Hot Swap Disk
w/ RAID1
Two sockets
68W
processors
Single and
dual core


4 DDR VLP (very low
profile) DIMM slots
Broadcom dual port
ethernet
Supports SFF
and legacy I/O
expansion
cards
Centro di Calcolo Unificato
INFN e INAF-OACT
sottosistema storage
IBM DS4100
Principali Applicazioni di Astrofisica
TRIGRID VL PRIMA CALL
Primo Workshop 13 Marzo 2006
Missione GAIA  GSR, Integrato con il DPC Italiano (OATorino)
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, OATorino, Uni-Trieste, CINECA,OA-Catania)
Simulazioni cosmologiche DM - Weak Gravitational
Lensing, LSS, MFD (Uni-Trieste, OA-Catania)
Il Consorzio Cometa
COnsorzio Multi Ente per la promozione e
l'adozione di Tecnologie di calcolo Avanzato
ORGANI DEL CONSORZIO
- l'Assemblea dei Consorziati;
- il Presidente del Consorzio;
- il Consiglio di Amministrazione;
- il Comitato tecnico-scientifico;
-il Collegio dei Revisori
Fondato Febbraio
2005
INAF (PA+CT)
partner paritario
martedi 8 novembre 2005
Sede Legale c/o INFN – sez. di Catania Via S. Sofia 64, Catania (Dip. Fisica e Astronomia)
Il Progetto PI2S2
Progetto per l’Implementazione e lo Sviluppo di una eInfrastruttura 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
8 novembre 2005
martedi
Infrastruttura di Calcolo con il Paradigma della GRID
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-grid
Gara 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)
martedi 8 novembre 2005
Sistema di Storage Raid 0,1,5 con Hot Spare
L’infrastruttura di Cometa PI2S2
Investimenti Suddivisi per polo geografico
Catania (Polo scientifico della Cittadella Universitaria comprendente
strutture di INAF-OACT, INFN e UNICT)
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
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
martedi 8 novembre 2005
L’infrastruttura di Cometa PI2S2
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
martedi 8 novembre 2005
Le Applicazioni di Astrofisica di PI2S2
Unità INAF del polo di Catania
A. Origine ed evoluzione della Struttura a Grande Scala dell'Universo
B. Evoluzione del campo magnetico su Larga Scala
C. Partecipazione al progetto VObs.it: Data Center per la cosmologia
teorica con servizi integrati per il Virtual Observatory (VO).
Unità INAF del polo di Palermo
A. Simulazioni numeriche di plasmi astrofisici (INAF/OAPa).
B. Astroparticelle – Simulazione (INAF/IASF-Pa).
C. Astronomia X e Gamma – Analisi dati (INAF/IASF-Pa).
Supporto strategico alle Missioni spaziali
(p.e. Gaia, Planck, Alma ecc.) e ai più
importanti progetti Nazionali ed
Internazionali
martedi 8 novembre 2005
Per Concludere: TriGrid + PI2S2
Supporto alla ricerca
scientifica e alle grandi
sfide che essa pone
> 1700 CPU/core
> 300 TByte
HPC - Grid
~15.000.000 € in 3 anni
~300 anni/uomo (2/3
martedi 8 novembre 2005
nuovi contratti)
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 Marcello
Ugo 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
martedi 8 novembre 2005
Vincenzo Costa