ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT

www.cresco.enea.it CRESCO – Centro Computazionale di Programma Operativo Nazionale 2000-2006 “Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione” Misura II.2 “Società dell’Informazione per il Sistema Scientifico Meridionale” Azione a – Sistemi di calcolo e simulazione ad alte prestazioni CRESCO – Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi www.cresco.enea.it

Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Obiettivi infrastrutturali Realizzazione di un Polo di calcolo di eccellenza presso il Centro ENEA di Portici Sviluppo di una nuova classe di funzionalità innovative di GRID Computing Obiettivi applicativi Implementazione di soluzioni innovative di GRID computing per le attività di R&S di punta dell’ENEA che richiedano l’utilizzo di risorse computazionali estremamente importanti. Studio di oggetti biologici dal punto di vista “sistemico” e di sistemi naturali secondo il paradigma dei sistemi complessi Studio di sistemi tecnologici e sociali complessi e delle loro mutue interazioni, realizzazione di strumenti per il modelling, la simulazione e il controllo

Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA la ricerca - 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 – Potenziamento delle 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. Ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al successivo reclutamento di personale il trasferimento tecnologico – Attivazione di percorsi e strumenti per favorire l’applicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di partner idonei (“industrial-exploitation partner”).

ICT – SCENARIO EVOLUTIVO ENEA (CRESCO) ENEA Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni

Macrostruttura del progetto Prof. Jack Dongarra Prof. Umberto Ferrari Prof. Agostino Mathis Prof. Salvatore Tucci Prof. Samuel Varnado Direttore CAMO

Le tre linee di attività di CRESCO Sviluppo software per i servizi finali all’utenza LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing Sottoprogetti SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN SP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura GRID e di grafica 3D SP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta SP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID SP I.5 Web archives

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN Allestimento sala Calcolo Alimentazione Elettrica predisposta 400 KVA Condizionamento in fase di completamento Ambienti in fase di completametento Adeguamento connessione GARR Il GARR ha approvato la messa a disposizione di fibre spente; Acquisizione Supercalcolatore Iniziata la fase di stesura della specifica di acquisto

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN Sala Calcolo

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN Sala Calcolo

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN Allestimento sala Calcolo Alimentazione Elettrica predisposta 400 KVA Condizionamento in fase di completamento Ambienti in fase di completametento Adeguamento connessione GARR Il GARR ha approvato la messa a disposizione di fibre spente; Acquisizione Supercalcolatore Iniziata la fase di stesura della specifica di acquisto

SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi Sottoprogetti SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche SP II.2 Bioinformatica per la creazione di modelli di reti metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi strutturali complesse e processi di sinterizzazione SP II.5 Modelling molecolare

LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze Sottoprogetti SP III.1 Fisica delle reti complesse SP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesse SP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come aggregati socio-tecnologici SP III.5 Interdipendenza tra reti complesse SP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle infrastrutture e della popolazione

I Partner di CRESCO Università di Salerno Università di Catania Università di Lecce Università di Palermo Università del Sannio Università del Piemonte Orientale Università di Roma “Tor Vergata” Università di Roma “La Sapienza” Cons. Interuniversitario ECONA CRIAI – Consorzio Campano di Ricerca per l’Informatica e l’Automazione Industriale Consorzio BioTekNet (Centro Regionale di Competenza in Biotecnologie Industriali - Napoli) Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia Consorzio CETMA Soc. Ylichron (spin-off ENEA)

Collaborazioni di CRESCO (unfunded) Politecnico di Milano – Dipartimento di Elettrotecnica United States Department of State, USA Oak Ridge National Laboratories, USA

Le Unità ENEA coinvolte Serv. Centralizzato Informatica e Reti – INFO Servizio Calcolo e Modellistica – CAMO Unità Materiali e Nuove Tecnologie – MAT Unità Biotecnologie, protezione della Salute e degli Ecosistemi – BIOTEC Unità Protezione e sviluppo dell’Ambiente e del Territorio – PROT Progetto Speciale Clima Globale – CLIM Unità Fusione - FUS Unità Fonti rinnovabili e Cicli energetici innovativi – ENE Centri di Portici, Brindisi, Trisaia

Cronogramma 1 aprile 2006 – 31 dicembre 2008 Mesi 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 33 F SP I.1 “Realizzazione del Polo di calcolo”   Progettazione degli interventi e definizione delle specifiche Acquisizione ed installazione di sistemi HW/SW Implementazione dei sistemi HW/SW, avvio sperimentazione Collaudo finale dell’intera infrastruttura Tutti gli altri Sottoprogetti Progettazione delle attività di R&S nella tematica applicativa Sviluppo di modelli e codici, realizzazione di Software applicativi Implementazione di modelli, codici, ecc. per l’utilizzo sulla piattaforma Produzione, elaborazione e pubblicazione dei risultati di R&S

Il Laboratorio Virtuale Schema concettuale dei Laboratori Virtuali di CRESCO ENEA Risorse e infrastrutture HPC Li Università ed Enti di ricerca Imprese

Ripartizione delle risorse per macrocategoria Valore complessivo del Progetto: € 9.292.000

Gli altri progetti vincitori CYBERSAR - Cyberinfrastructure per la ricerca scientifica e tecnologica in Sardegna – Cons. COSMOLAB /CRS4 PI2S2 - Progetto per l'implementazione e lo sviluppo di una e-infrastruttura in Sicilia basata sul paradigma della GRID – Cons. COMETA/INFN SCOPE - Sistema cooperativo distribuito ad alte prestazioni per elaborazioni scientifiche multidisciplinari – Univ. Federico II Napoli COORDINAMENTO: INIZIATIVA GRISU

Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi CRESCO Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi www.cresco.enea.it

Agenda L’ENEA & GRID Il progetto CRESCO L’infrastruttura attuale I progetti nazionali e comunitari Il progetto CRESCO Principali Obiettivi La struttura del progetto & Partner Le aree applicative

ENEA Italian Agency for New Technologies, Energy and Environment 12 research centres in Italy An ICT & Networks Division (INFO) 6 Computing Centres Casaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, Brindisi Multiplatform resources for serial & parallel computing and graphical post-processing. Important computing resources in departments Centro di Brindisi

L’infrastruttura di rete geografica dell’ENEA Tutti i centri computazionali sono interconnessi attraverso il GARR ENEA-GARR 9 PoP, 4-32 Mbps Brindisi Bologna Casaccia Frascati Portici Trisaia Palermo Pisa Roma Sede

Portici 25 CPU (CRESCO 1500 cpu) GEANT 30 CPU boquad.bologna.enea.it dafne.casaccia.enea.it 150 CPU 400 CPU power3.frascati.enea.it Portici 25 CPU (CRESCO 1500 cpu) Kleos.portici.enea.it 50 CPU Gateway to EGEE infocal.trisia.enea.it Brindisi 15 CPU ercules.brindisi.enea.it Citrix Nfuse Citrix Metaframe WEB(ICA) ICA

ENEA GRID ENEA GRID è un sistema integrato capace di rispondere ai seguenti obbiettivi: mettere a disposizione un sistema di produzione capace di offrire i servizi necessari al calcolo scientifico integrare l'insieme di risorse informatiche di ENEA-INFO, distribuite su WAN fornire un ambiente di lavoro unificato e metodi di accesso omogenei per tutti i ricercatori dell'ENEA indipendentemente dalla loro sede di lavoro. mettere a disposizione strumenti capaci di permettere l'integrazione delle risorse informatiche dipartimentali ed individuali e di fornire supporto alle attività sperimentali

I servizi di ENEA GRID Servizi per il calcolo scientifico: Sistemi paralleli/seriali multipiattaforma AIX, Linux (Alpha,x86,x86_64,IA64), IRIX, Mac OS X, Solaris Risorse 3D e il post-processamento grafico SGI + 3D immersivo Risorse Software: Codici commerciali: Fluent, Gambit, Abaqus, Catia, Ansys Codici di “ricerca”: mcnp/x, eranos, fluka,.... Ambienti di sviluppo & analisi: IDL, Matlab, Mathematica, SAS Applicazioni Windows

L'architettura di ENEA GRID La scelta di componenti maturi come garanzia di affidabilità e semplicità di gestione: File system distribuito: AFS/OpenAFS Gestore delle risorse: LSF Multicluster Interfaccia grafica: Java and Citrix Technologies Sistema di monitoring: Patrol Server di licenze Strumenti per l'integrazione delle risorse dipartimentali ed individuali File system distribuito: AFS per software e dati Condivisione del parco licenze

Principali aree applicative Ingegneria Impiantistica Fisica-Ingegneria Nucleare Ambiente Struttura della materia Bioinformatica Protezione di infrastrutture critiche Scenari energetici e ambientali Competitività Industriale E-government

Cell Centered Data Base COMPUTATIONAL RESOURCES Laboratorio di supercalcolo integrato in GRID (modellistica, acqusizione dati, elaborazione, visualizzazione) DATA ACQUISITION DATA ANALYSIS ADVANCED COMPUTER GRAPHICS NETWORK Cell Centered Data Base “CCDB” MULTI- SCALE DATA- BASES IMAGING INSTRUMENTS COMPUTATIONAL RESOURCES By Mark Ellisman

Integrazione con altri progetti di GRID L'obiettivo della partecipazione di ENEA INFO in altri progetti di GRID è concentrato sulla interoperabilità. Ogni progetto di GRID è caratterizzato da una propria architettura e middleware, e l'accesso alle risorse deve essere reso compatibile con la propria infrastruttura: ==> realizzazione di gateway Progetti conclusi: Datagrid (collab. con ESRIN/ESA) FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale EGEE II (2006-2008): > 100 partner, budget totale: 52 M€

Altri progetti del PON MIUR 2000-2006 TELEGRID: Piattaforma per lo sviluppo di soluzioni avanzate di grid computing e la teleoperazione di strumenti scientifici complessi. Infrastrutture di rete e calcolo, sviluppo di soluzioni software per il GRID e la teleoperazione, infrastrutture per la visualizzazione 3D C@MPUS: Sistemi e strutture e-learning and training per lo sviluppo sostenibile nelle Regioni Obiettivo 1 del FSE Allestimento di aule, infrastrutture di rete e calcolo finalizzate alla produzione e gestione di formazione a distanza, videocomunicazione e videoconferenza. Strumentazione per storage e backup. Centri ENEA interessati: Portici, Brindisi, Trisaia