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Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" 2000-2006 - Avviso 1575 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY,

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1 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT

2 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Contenuto LInfrastruttura ENEA-GRID Il progetto CRESCO: i risultati scientifici ed i Laboratori Virtuali Una infrastruttura Nazionale ICT a supporto dello sviluppo del sistema Paese Silvio Migliori Responsabile Scientifico Andrea Quintiliani Responsabile Amministrativo ENEA-Dipartimento Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali (FIM) Il Progetto CRESCO ed ENEA-GRID

3 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Ringraziamenti (1) Ministero della Ricerca e dellUniversità (MUR) Direzione dellENEA 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, Pietro DAngelo, Daniele Remoli, Pasquale Cuomo, Francesco Beone, Antonio Perozziello, Carlo Pinto, Gazziano Furini,Cristina Baracca, Giorgio Mencuccini, Erminia Mattei, Gloria Tabili, Nadia Mencucci, CaterinaVinci, Dante Giammattei, Alessandro De Stefano,Vincenzo Colaci,, Matteo De Rosa Il personale dellUnità FIM-INFOGER coordinata da Roberto Guadagni

4 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 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 dellUfficio di Presidenza coordinate da Susanna Del Bufalo, Elisabetta Pasta e Diana Savelli Il personale della ditta Computer Var e IBM per la realizzazione dellinfrastruttura

5 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 TELEMICROSCOPY & GRID - BASED COMPUTING REMOTE ACCESS FOR DATA ACQUISITION AND ANALYSIS Cell Centered Data Base CCDB IMAGING-INSTRUMENTS COMP.-RESOURCESMULTI-SCALE-DATA-BASES NETWORK ADV.-COMP.-GRAPHICS DATA ANALYSIS DATA ACQUISITION By-Mark Ellisman

6 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 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 lutilizzo delle risorse informatiche eterogenee distribuite nei diversi centri di calcolo o Dipartimenti; –Realizzare uninfrastruttura che avesse la possibilità di distribuire i livelli di gestione e sviluppo conservandone lunicità architetturale e di utilizzo; –Integrarsi con le principali infrastrutture ICT nazionali ed internazionali Data archives Colleagues & 3D Software catalogs Computers Application Fabric Connectivity Resource Collective User

7 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID from the user point of view Main feature: –Access from any kind of connection –Sharing data in world wide areas (geographical file system AFS) –Access to the data from any kind of digital device client –Running any kind of programs –Access to National and International GRIDS Sensor nets Data archives Computers Portic i ( Roma-1 Bologna EU… BrindisiRoma-2 Trisaia Software catalogs Computers Sensor nets ENEA-GRID

8 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID from application point of view Potentiality: –Running all Software Model for any kind of computer architecture –Only one installation for each software for all geographical computers –All authorized users can have access the software from local site –Any application can share the data in the common geographical file system –All sensors can share the data easily using the geographical file systems Sensor nets Computers Portic i ( Roma-1 Bologna EU… BrindisiRoma-2 Trisaia Software catalogs Computers Sensor nets ENEA-GRID Software Model 1 Software Model 2 Software Model 3 Software Model.. Rules Computers

9 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 AFS Geographical cross platform & File System AIX SGI SUN HP WinLinux Linux Alpha … LSF User programs and commercial codes LSF multi-cluster as integrator XTERM Graphical User Interface Application Portal (ICA-Protocol) ICAWEB Quality of service Monitoring, Automatic recovery Accaunting ENEA GRID

10 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 5° ( Portici) & File System Load LevelerLSF Graphic User Interface Telnet ICA WEB Cluster 6° ( Brindisi) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 2° (Casaccia) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 4° (Trisaia ) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 3° (Frascati) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 1° ( Bologna) A Simple view of ENEA GRID 10

11 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 I centri computazionali di ENEA-GRID L'ENEA, Ente per le Nuove tecnologie, lEnergia e lAmbiente 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 Lintera infrastruttura è progettata, sviluppata e gestita dal Dipartimento Fisica dei Materiali (FIM) Centro di Brindisi

12 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 LENEA 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 lENEA è socio Connessioni delle LAN ENEA alla rete GARR ENEA & GARR 9 PoP, da 18 a 1000 Mbps Centri ENEA-GRID Brindisi (150 Mbps) Bologna (30 Mbps) Casaccia (100 Mbps) Frascati (135 Mbps) Portici (2000 Mbps) New Fibra Spenta CRESCO-SCOPE Trisaia (18 Mbps)

13 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 CASACCIA FRASCATI S.Teresa Saluggia Ispra BOLOGNA PORTICI TRISAIA BRINDISI Manfredonia Centri computazionali ENEA-GRID #CPU/Core 45

14 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 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 Casaccia 30064Linux IA64 (Altix) Frascati(140), Casaccia(54), Portici(2700), Trisaia(20), Brindisi(84) 25000>3000 Linux x86 32/64 Frascati(258), Bologna(24), Portici(18),Brindisi(2) 3000>300AIX Gflops # CPU/Core OS

15 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Jack Dongarra 2002 CRESCO in the Top500 List June 2008 Italy (06/2008) 90CINECA 125ENEA 131ENI 135CILEA 156CINECA 226Telecom

16 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Accesso Client Accesso WEB sp5-1.frascati.enea.it pace.bologna.enea.it dafne.casaccia.enea.it GEANT infocal.trisia.enea.it Gateway to EGEE & GRISU Portici Brindisi Kleos.portici.enea.it ercules.brindisi.enea.it Accesso Diretto

17 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 GARR PI2S2 GARR Altri Enti e realtà La ENEA-GRID interopera con altre GRID ENEA ha sviluppato la soluzione shared proxy Conserva lautonomia architetturale interna Consente implementazioni multipiattaforma In produzione in EGEE In produzione per la rete GRISU Richiesto da EFDA per laccesso ad EGEE EFDA EGEE

18 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 CASACCIA FRASCATI S.Teresa Saluggia Ispra BOLOGNA PORTICI BRINDISI Manfredonia ENEA-GRID & GRISU & IGI ENEA-GRID SPACI TRISAIA GRISU INFN-GRID IGI Italian GRID Infrastructure

19 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID: Interoperabilità L'interoperabiltà con gLite: realizzata col metodo SPAGO (Shared Proxy Approach for Grid Objects): una o piu' macchine proxy gLite che condividono lo spazio disco con i worker node ENEA-GRID GARR PI2S 2 GARR G. Bracco, IES08, Napoli, May ENEA-GRID

20 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Il progetto CRESCO (PON 1575)

21 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Il Progetto CRESCO Centro 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,…)

22 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 N° 7 Scientific Relations Session 1 Impact of a two-way grid refinement at the Strait of Gibraltar on the thermohaline circulation of the Mediterranean Sea Porting the MIT-Global Circulation Model on the Cell section of the CRESCO System Session 2 Parallel implementations of Genetic Algorithms for parameters estimate of metabolic pathways Materials for hydrogen storage: ab-initio Molecular Dynamics study in the ENEA-GRID environment Session 3 Numerical Simulation of Turbulent Combustion on CRESCO Platform ENEA-GRID and gLite Interoperability: robustness of SPAGO approach New ENEA-GRID Integrated Support Services for CRESCO

23 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 N° 16 Poster CRESCO 1. Software tools for monitoring ENEA GRID with CRESCO cluster integration. 2. Parallel programming in Matlab environment on CRESCO cluster, interactive and batch mode. 3. Parallel implementations of the genetic algorithm for parameters estimate of metabolic pathways. 4. OpenFOAM and Fluent features in CFD simulations on CRESCO High Power Computing system. 5. Laser scanner technologies and 3D models integration: analysis and methodological approach. 6. Web Crawling on ENEA GRID infrastructure to perform Web Archive. 7. A new metric to describe the efficiency of data communication networks. 8. Applications of imaging analysis to tokamak fusion plasma by enea- grid technologies

24 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Poster CRESCO 9. CUDA based implementation of parallelized Pollards Rho algorithm for ECDLP 10. Numerical and Statistical tools for images analysis based on the database from Frascati Tokamak Upgrade. 11. Interdependencies among critical infrastructures. 12. CRESCO HPC system integrated into ENEA grid environment 13. Analysing a large Telecommunications Network on failure/repair sequences by NS2 simulation on a computational grid. 14. Visualization of 3D laser scanner data from an archeological site using openscenegraph in ENEA-Grid environment. 15. Models and tools for the evaluation of service availability of interconnected networks. 16. MAGO Monitoring all Grid Objects

25 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Stand CRESCO Accesso sistema CRESCO/ENEA-GRID Visualizzazione 3D dati scientifici Descrizioni generali attività ENEA-GRID

26 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Potenziamento delle funzioni tradizionali dellENEA la ricerca – sarà fornito supporto (di tipo sia capacity che capability), attraverso lutilizzo dellinfrastruttura di calcolo, ad attività di ricerca già in corso di svolgimento nellEnte nellambito 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 allinterno 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 lapplicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di idonei partner (industrial-exploitation partner).

27 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Macrostruttura del progetto Prof. Jack Dongarra Prof. Domenico Ferrari Prof. Agostino Mathis Direttore dipartimento FIM

28 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 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)

29 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Struttura a blocchi del sistema HPC CRESCO Portici LAN Interconnessione InfiniBand 4XDDR SERVER GPFS 4 Nodi IBM 3650 IBFC Sistema Dischi ad alta velocità 2 GByte/s 160 TByte IBM/DDN 9550 Sistema backup 300 TByte IBM Tape Library TS3500 con 4 drive SERVER BACKUP 3 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 VIRTEX5 4 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 Gbit 1 Rete a 1 Gbit di gestione Sezione 2 (Alto Parallelismo) 256 Nodi blades IBM HS21 con 2 Xeon Quad-Core Clovertown E5345 (2.33GHz/1333MH z/8MB L2), 16 GB RAM per un totale di 2048 core Intel Clovertown 4x10 Gbits 2000 Mbits 35 Nodi di Servizio Server di : Front-end insallazione AFS … SCPESCPE Fibra Spenta

30 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Rete INFINBAND CRESCO SFS-7000D (D) SFS-7000D (e)SFS 7000D SFS P 4 X FRONT END GRAFICI 2X GPFS NODE SFS P 4X FRONT END FC (2) (4) 42 X 3850M2 10 X X HS21 4 QS21 SECTION 1 SECTION 3 SECTION X HS21 SECTION 2 SM (ACTIVE) SM (standby (4) 4 X FRONT END GRAFICI 4X FRONT END 2X GPFS NODE (4) (2) (4) BACK-UP STORAGE IBM DCS 9550 (4) G. Bracco, IES08, Napoli, May InfiniBand 4x DDR 20 Gb/s

31 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Sala Calcolo CRESCO

32 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Particolari HPC CRESCO Sezione 1 & 3 Sezione 2 & DDN Sala controllo Sistema backup RETI: IB/GB Corridoio Caldo Sezioni 1 &2

33 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID & CRESCO Il supercalcolatore CRESCO è integrato in ENEA-GRID

34 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID & CRESCO Monitoring

35 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID & CRESCO Support / Seminars

36 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Le potenzialità computazionali ENEA-GRID & CRESCO Un sistema eterogeneo con più di 3000 CPU/core CodiciRisorsa serialiSezione 1 & ENEA-GRID paralleli fortemente accoppiatiSezione 2 paralleli debolmente accoppiatiSezione 1, 2, ENEA-GRID costituiti da più codici paralleliSezione 1, 2, Sezione 1+2 speciali ( FPGA, GB, CELL)Sezione 3 windows (seriali e paralleli)Sezione 3 non disponibili per LINUXENEA-GRID con Data Base di grandi dimensioni Sezione 1,2,3 e GPFS

37 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ENEA-GRID & i Laboratori Virtuali Li ENEA Università e altri Enti di ricerca Imprese Schema concettuale dei Laboratori Virtuali supportati dallinfrastruttura ENEA-GRID potenziata dal sistema HPC del progetto CRESCO

38 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Opzioni di sottomissione Opzioni Fluent: Esempio di utilizzo industriale di FLUENT sulla GRID-ENEA Utente presso la sede industriale Sicurezza industriale Sicurezza ENEA

39 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Aviogroup: test di unapplicazione industriale Test per la simulazione distacco I- II stadio VEGA (Tipo di calcolo HPC) Fase 1 Fase 2Fase 3 Attività CFD sul GRID ENEA (1)

40 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Attività CFD sul GRID ENEA (2) Un set di 3 analisi CFD è stato dedicato al calcolo del carico radiativo sulla base del 1° stadio del Vega in diverse condizioni di volo. E stato adottato un approccio bi-fase (fase gassosa + particelle solide di allumina) con il modello radiativo.

41 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Attività CFD sul GRID ENEA(3) E stata realizzata unanalisi CFD per valutare linterazione meccanica tra le particelle di allumina e la parte di sommergenza dellugello allinterno del motore del 3° stadio del lanciatore Vega.

42 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Sperimentazione in corso sul GRID-ENEA con PMI e Consorzi Simulazione flussi di aria nei vagoni ferroviari CETMA (Tipo di calcolo HPC)

43 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Sperimentazione in corso sul GRID ENEA con PMI e Consorzi Simulazioni particolari di un CATAMARANO (Tipo di calcolo HPC) CETMA

44 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 CFD case study 2: hydro-dynamics analyses of Fast Ship T-Foil system Detail of T-foil mesh Results: pressure contour (Pa): flap 0°, cruising speed 31.5 knots T-Foil 3D Model: trimaran + T-foil Mesh: 15 Millions of cells with dimensions ranging from 1 mm to 550 mm Need of HPC: ENEA GRID The analyses were carried out using 16 CPUs on ENEA GRID with a total running time of 70 h. Centro di Progettazione, Design & Tecnologie dei Materiali

45 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 Modello concettuale per il sistema produttivo Canale dedicato industria A Canale dedicato industria C Canale dedicato industria B Richieste delle imprese Sicurezza dei dati Qualità del servizio Strumenti Competitivi Proprietà Intellettuale Gestione Licenze EGEE INFN_GRID GRISU INTEROPERABILTA (IGI) Sistema GRID Potenziare le Competenze Sviluppare lofferta di servizi Garantire lInteroperabilità Infrastrutture H/S & HPC Connettività adeguata

46 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 CRESCO per la FUSIONE EUROPEA Cresco 25 Tflops di picco Sistema per lo sviluppo e test dei codici per la fusione termonucleare controllata per ITER (Finaziamento EFDA) 1 Tflops di picco IB

47 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 DB_1 CPUS ENEA GRID WEB ICA SSH 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: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition

48 Workshop finale dei Progetti Grid del PON "Ricerca" Avviso 1575 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT


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