LAB-TOUR 2014
Casaccia 18 giugno 2014
UTICT-HPC : Calcolo scientifico ad alte
prestazioni IN ENEA
G.Bracco
[email protected]
http://www.utict.enea.it
http://www.eneagrid.enea.it
http://www.cresco.enea.it
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Contenuto
• Il calcolo scientifico ad alte prestazioni (HPC)
• ENEAGRID ospita le risorse HPC di ENEA
– L'architettura,le interfacce utente e i laboratori virtuali
– L'utenza e le applicazioni
• Le risorse di calcolo
– Il progetto CRESCO 2008: Portici
– I cluster CRESCO
– I progetti PON 2007-2013
• I sistemi più recenti CRESCO3, CRESCO4
• Conclusioni
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Il calcolo scientifico HPC in ENEA
Negli ultimi 50 anni l'evoluzione esponenziale delle
tecnologie informatiche ha messo a disposizione sistemi di
calcolo sempre più potenti e complessi, largamente paralleli.
Un sistema HPC si caratterizza per la disponibilità di una
interconnesione tra i nodi di calcolo allo stato dell'arte della
tecnologia (40-56 Gbps) e di risorse adeguate di storage.
Nel mondo il sistema più potente è una macchina cinese
Tianhe-2, ~34 Pflops (10^15), in Italia Cineca 1.8 Pflops, in
ENEA il cluster maggiore 85 Tflops e ~300 nodi di calcolo,di
taglia significativa a livello nazionale.
Il laboratorio UTICT-HPC sviluppa e gestisce le risorse HPC
di ENEA con una ventina di persone, di 6 laureati assunti
negli ultimi anni e ha in Portici il sito più importante.
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
ENEAGRID: risorse di calcolo e storage
Le risorse di calcolo offerte all'utenza sono attualmente i sistemi
Linux x86_64
(i cluster CRESCO ~10000 cores) e sistemi
speciali dedicati (ad es. GPU). Storage
AFS e GPFS.
Le risorse sono distribuite su 6 Centri di Ricerca ENEA.
ENE
GARR
UTICT-RETE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Architettura di ENEAGRID
Componenti strutturali “maturi” per garanzia di affidabilità e
semplicità di gestione, interfacce Web sviluppate/customizzate
per un ambiente utente amichevole:
– Autenticazione Kerberos 5
ENE
– File systems:
• AFS/OpenAFS: file system geografico
• GPFS: file system parallelo, anche su WAN
– Gestore delle risorse: LSF Multicluster
– Interfacce grafiche Web per l'utente:
• NX/FARO
• Jobrama: Stato dei job & Accounting
– Sistema di monitoring: Zabbix
– Gestione Web utenze e progetti: WARC
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
FARO -
Fast Access to Remote Objects
Accesso WEB a
dati,applicazioni,
macchine virtuali
realizzato con una
integrazione di NX
e applicazioni java
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
FARO e Laboratori Virtuali
Portali tematici che
integrano l'accesso ai
dati e alle applicazioni
specifici del settore
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Laboratori Virtuali
http://utict.enea.it/it/laboratori-virtuali/virtual-labs
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Laboratori Virtuali
http://utict.enea.it/it/laboratori-virtuali/virtual-labs
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
FARO: la visualizzazione 3D
Rendering 3D Remoto
Tota
l
displacemen
t (m
m)
Pos Processo
t
r
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
L'utenza e le applicazioni
~200 utenti che sottomettono job seriali o a parallelismo contenuto e ~50 utenti
che sottomettono job HPC altamente paralleli.
Gli ambiti applicativi a cui afferiscono i principali utenti sono:
– fluidodinamica della combustione
ENE
– chimica computazionale
– simulazioni climatiche
– analisi della diffusione degli inquinanti nell'atmosfera
– tecnologie nucleari
– fluidodinamica per l'aerospazio
– fisica della fusione nucleare
– bioinformatica
– sistemi complessi
– ….
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Utilizzo CRESCO 2012 : ~2200 year*core
ENE
z
Ripartizione per Aree Applicative
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Utilizzo CRESCO 2012 : ~2200 year*core
ENE
Ripartizione per Applicazioni
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Utilizzo CRESCO 2012 : ~2200 year*core
ENE
Ripartizione per Unità Tecniche ENEA
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Utilizzo CRESCO 2012 : ~2200 year*core
ENE
Utenze esterne ad ENEA impegnate in collaborazioni & progetti:
648 year*core (29.4%)
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
ENEAGRID: CRESCO a Portici
CR ENEA Portici
edifici progettati da
Vittorio Gregotti,
1982/86
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
I cluster CRESCO pre 2013
I cluster CRESCO x86_64 in produzione realizzati nell'ambito di PON 20002006 (Portici,Brindisi) o con risorse interne negli anni 2011-2012
(Casaccia,Frascati)
> Portici CRESCO1
(672 cores) CRESCO2 (2720 cores)
ENE
IB CISCO 70xx, DDR Intel Clovertown,Tigerton,Nehalem,Westmere
> Casaccia CRESCOC (192 cores, twin 1U)
IB Qlogic Silverstorm DDR, AMD 2427 Istanbul
> Frascati CRESCOF (480 cores twin square 2U, GPFS)
IB Qlogic 12300 QDR, AMD 6172 Magnycours
> Brindisi CRESCOB (96 cores, 4 U, GPFS)
GEthernet, Intel Tigerton
Attualmente i nodi di CRESCO1 e CRESCO2 sono parte in dismissione e riuso per i
servizi ICT di base
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Le risorse di calcolo e i progetti
Le risorse di calcolo sono state acquisite nell'ambito dei
finanziamenti MIUR PON, le più recenti nel PON 2007-2013.
• PON/3 Infrastrutture DDR MIUR 254/Ric 18/5/2011
– TEDAT - Centro di eccellenza per le Tecnologie e la diagnostica
avanzata nel settore dei trasporti (2200 k€)
• PON/1 Ricerca Industriale DDR MIUR 01/Ric 18/1/2010
– IT@CHA - Tecnologie Italiane per applicazioni avanzate nei Beni
Culturali (~300 k€)
– LAMRECOR - Logistica avanzata per la Mobilità di persone e merci
(~550 k€)
L'attività di UTICT-PRA nella ideazione e gestione delle attività
progettuali è la base per l'acquisizione delle risorse.
Contributi alle infrastrutture provengono anche da risorse di
altre Unità e da collaborazioni esterne.
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CRESCO3 : in produzione estate 2013
Dai progetti LAMRECOR e IT@CHA:
84 nodi dual
CPU AMD
Interlagos 6234
ENE
2.4 GHz
64 GB RAM
24 cores
Totale:
2016 cores
20 TFlops
Storage:
DDN S2A9900
600 TB
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CRESCO4
Le risorse del progetto TEDAT sono le più rilevanti e hanno permesso di
acquisire il cluster CRESCO4, 100 Tflops
– 5 RackENE
di nodi di calcolo per un totale di 304 nodi (4864 cores Intel) 1 rack di
servizio per switch IB
– Processore Intel E5-2670, 2.6 GHz, 8 cores
– 64 GB RAM/nodo 4 GB RAM/Core
– Nodi di tipo Fat Twin (Chassis 4U con 8 nodi)
– Storage: DDN S2A9900 ~600 TB condiviso con CRESCO3
– Infiniband QDR QLogic/Intel 12800-180 (432 porte)
– Nuova sala CED; UPS, nuove batterie
– Sistema di condizionamento con free-cooling
– ~100KW potenza elettrica assorbita a pieno carico (HPL)
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Rete infiniband CRESCO3/CRESCO4
4xDDR
20 Gbps
4xQDR
40 Gbps
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Locali CRESCO e CRESCO4
ENE
CED nuovo
CRESCO4
2013/2014
CED CRESCO dal 2008
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CED CRESCO
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CED CRESCO : in primo piano CRESCO2
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Locale CRESCO4 primavera 2013
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Progetto dell'installazione
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CRESCO4 collaudato ottobre 2013
ENE
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
CRESCO4 : in produzione dal 20/1/2014
Ore di calcolo erogate
da
ENEAGRID dal
20/1/2014 al
31/5/2014
ENE
2350 anni*core
in ~4.3 mesi
riportati all'anno
~6500 anni*core
Utenza CRESCO4: le applicazioni di area TEDAT (scienza dei materiali/CFD) e
progetti numerici concordati con alcune unità ENEA: UTTEI, UTMEA, UTFUS,
METR, UTVALAMB
G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014
Conclusioni
ENEA ha risorse di calcolo scientifico significative
nell'ambito nazionale.
L'accesso è aperto a tutti i ricercatori e tecnologi
dell'agenzia e ai loro collaboratori esterni
UTICT cura le relazioni con le altre unità in modo da
garantire la qualità dell'utilizzo delle risorse e le
prospettive del loro aggiornamento nel tempo.
www.eneagrid.enea.it: l'infrastruttura
 www.cresco.enea.it:
il portale
 Richiesta di account
 Istruzioni per l'utilizzo
 Accesso web ai sistemi
 www.utict.enea.it/it/hpc: il laboratorio HPC

G. Bracco – LAB-TOUR 2014 - Casaccia 18 Giugno 2014