La Figura di Marcello Rodonò nella Ricerca Astrofisica Calcolo ad Alte Prestazioni Sfide e Frontiere Dipartimento di Fisica e Astronomia Catania 23-24.

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1 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

2 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

3 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.

4 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 1999 – 2001 Finanziamento di 1MML di Lire: 650 Ml in attrezzature, 200 Ml in contratti, 2002- 2004 Finanziamento di 170.000,00 Euro 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)

5 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 Gbytes Disk Array: 800 GB IBM SP Power4 attualmente in uso, previsto fino a Dicembre 2006

6 FLY 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)

7 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

8 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)

9 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

10 Visualizzazione Scientifica Dal 2001 ad oggi Cosmo.Lab CINECA, 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

11 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 AstroMD2001-2004AstroMD2001-2004

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

13 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

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15 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

16 REGIONE SICILIA ASSESSORATO INDUSTRIA DIPARTIMENTO INDUSTRIA Fondi POR Misura 3.15 Il Progetto TriGrid VL Durata: Novembre 2005 – Novembre 2007 ATS

17 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 1Acquisto e installazione di attrezzature tecnologiche 1.245 2Spese per il personale dedito alle attività di trasferimento tecnologico e di promozione del servizio1.603 3Consulenze per attività di promozione e marketing50 4Spese organizzative, logistiche, materiali di consumo111 5Spese generali480 Totale 3.489

18 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) 65 Numero totale di tutorial ed eventi di training4 Numero totale di partecipanti agli eventi di training150 L’Infrastruttura di TriGrid

19 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 cards Broadcom dual port ethernet Two sockets  68W processors  Single 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

20 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 Formazione e disseminazione

21 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

22 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

23 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

24 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) Sistema di Storage Raid 0,1,5 con Hot Spare News La prima griglia Nazionale HPC - oriented

25 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

26 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

27 martedi 8 novembre 2005 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). 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

28 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

29 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

30 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 Vincenzo Costa