ITALIAN NATIONAL AGENCY
FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY
AND THE ENVIRONMENT
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Il progetto CRESCO
Silvio Migliori
Responsabile Scientifico
Andrea Quintiliani Responsabile Amministrativo
ENEA-Dipartimento Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali (FIM)
Contenuto
L’Infrastruttura ENEA-GRID
Il
progetto CRESCO e i “Laboratori Virtuali”
Una
infrastruttura Nazionale ICT a supporto dello
sviluppo del sistema “Paese”
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Evoluzione delle tecnologie e loro conseguenze
Ian Foster 2002
•
•
•
Network vs. computer performance
– Computer speed doubles every
18 months (now chips density)
– Network speed doubles every 9
months
– Difference = order of magnitude
per 5 years
1986 to 2000
– Computers: x 500
– Networks: x 340,000
2001 to 2010
– Computers: x 60
– Networks: x 4000
Moore’s Law vs. storage improvements vs. optical improvements. Graph from Scientific
American (Jan-2001) by Cleo Vilett, source Vined Khoslan, Kleiner, Caufield and Perkins.
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ICT – SCENARIO EVOLUTIVO
Italia (11/2007)
Posizione
Istituzione
48
CINECA
71
CINECA
180
ENEA
247
ENEL
248
ENEL
264
CINECA
ENEA (CRESCO 180°)
ENEA
Jack Dongarra
Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni
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TELEMICROSCOPY & GRID - BASED COMPUTING
REMOTE ACCESS FOR DATA ACQUISITION AND ANALYSIS
By-Mark Ellisman
DATA ACQUISITION
DATA ANALYSIS
ADV.-COMP.-GRAPHICS
NETWORK
Cell Centered Data Base
“CCDB”
QuickTi me™ and a YU V420 codec decompressor are needed to see thi s pi ctur e.
IMAGING-INSTRUMENTS
COMP.-RESOURCES
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MULTI-SCALE-DATA-BASES
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ENEA-GRID


Nasce nel 1998 con 6 cluster geografici “ Quadrics Ape100”
Principali finalità
– Fornire ai ricercatori ENEA un ambiente unificato per l’utilizzo delle
risorse informatiche eterogenee distribuite nei diversi centri di calcolo o
Dipartimenti;
– Realizzare un’infrastruttura che avesse la possibilità di distribuire i livelli
di gestione e sviluppo conservandone l’unicità architetturale e di utilizzo;
– Integrarsi con le principali infrastrutture ICT nazionali ed internazionali
Application
Software
catalogs
User
Collective
Resource
Computers
ENEA-GRID
www.afs.enea.it/project/eneagrid
Sensor nets
Connectivity
Fabric
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Colleagues & 3D
Data archives
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I centri computazionali di ENEA-GRID
L'ENEA, Ente per le Nuove
tecnologie, l’Energia e l’Ambiente
Centro
di Brindisi
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
L’intera infrastruttura è progettata,
sviluppata e gestita dal Dipartimento
Fisica dei Materiali (FIM)
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Connessioni delle LAN ENEA alla rete GARR
L’ENEA 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 l’ENEA è socio
ENEA & GARR
9 PoP, 18-400 (1000) Mbps
Centri ENEA-GRID
Brindisi (150 Mbps)
Bologna (30 Mbps)
Casaccia (100 Mbps)
Frascati (135 Mbps)
Portici
(400-1000 Mbps)
Trisaia (18 Mbps)
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Centri computazionali ENEA-GRID
Ispra
Saluggia
30
BOLOGNA
S.Teresa
#CPU/Core
CASACCIA
140
FRASCATI
Manfredonia
400
PORTICI
2750
90
45
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BRINDISI
TRISAIA
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RISORSE COMPUTAZIONALI ENEA-GRID
#CPU/Core
Gflops
AIX
>300
3000
Linux x86 32/64
>3000
25000
Linux IA64 (Altix)
64
300
IRIX
26
40
Frascati(8), Casaccia(4),
Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1),
Bologna(5)
Solaris
8
10
Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(2)
Windows 32/64
46
100
Mac OS X
14
60
OS
Frascati(258), Bologna(24),
Portici(18),Brindisi(2)
Frascati(140), Casaccia(54),
Portici(2700),Trisaia(20), Brindisi(84)
Casaccia
Frascati(4), Portici(34),Trisaia(4),
Brindisi(4)
Frascati(1), Trisaia(13)
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)
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GEANT
2008
boquad.bologna.enea.it
dafne.casaccia.enea.it
sp4_-1.frascati.enea.it
Kleos.portici.enea.it
Portici
infocal.trisia.enea.it
Gateway
to
EGEE & GRISU
Brindisi
Accesso
WEB
ercules.brindisi.enea.it
Accesso
Client
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Accesso
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Diretto
Il progetto CRESCO
(PON 1575)
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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,…)
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Il Progetto CRESCO
Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA

la ricerca – sarà fornito supporto (di tipo sia capacity che

la formazione – potranno essere potenziate le attività di
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;
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, 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 l’applicazione industriale delle
tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di
idonei partner (“industrial-exploitation partner”).
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Macrostruttura del progetto
Sandro TAGLIENTI
Direttore
INFO FIM
Direttore
dipartimento
Comitato Scientifico
Prof. Jack Dongarra
Prof. Domenico Ferrari
Prof. Agostino Mathis
Silvio MIGLIORI
Resp. Scientifico
Andrea QUINTILIANI
Resp. Amministrativo
Silvio MIGLIORI
Coord. LA1
Comunicazione e Mktg
(TBD)
Vittorio ROSATO
Coord. LA2
Sandro BOLOGNA
Coord. LA3
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Partner di progetto

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











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)
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Struttura a blocchi del sistema HPC CRESCO
Sistema backup
SERVER BACKUP
IB
Interconnessione InfiniBand
4XDDR
Sezione 1
Sezione 2
(Grande Memoria)
(Alto Parallelismo)
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
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
IB
3 Nodi IBM 3650
FC
SERVER GPFS
4 Nodi IBM 3650
FC
300 TByte
IBM Tape Library
TS3500 con 4 drive
Sistema Dischi
ad alta velocità
2 GByte/s
160 TByte
IBM/DDN 9550
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
35 Nodi di Servizio
Server di :
•Front-end
•insallazione
•AFS
•…
4x10 Gbits
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Portici
LAN
400 /1000 Mbits
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GARR
(WAN)
ENEA-GRID & CRESCO
Il supercalcolatore CRESCO è
integrato in ENEA-GRID
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ENEA-GRID & CRESCO
Monitoring
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ENEA-GRID & CRESCO
Monitoring
Sezione 1
Sezione 2
% Utilizzo cpu
% Utilizzo cpu
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Sala Calcolo CRESCO
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Particolari HPC CRESCO
Sezione 1 & 3
Sala controllo
Corridoio Caldo
Sezioni 1 &2
RETI: IB/GB
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Sezione 2 & DDN
Sistema backup
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Le potenzialità computazionali
ENEA-GRID & CRESCO
Un sistema eterogeneo con più di 3000 CPU/core
Codici
Risorsa
seriali
Sezione 1 & ENEA-GRID
paralleli fortemente accoppiati
Sezione 2
paralleli debolmente accoppiati
Sezione 1, 2, ENEA-GRID
costituiti da più codici paralleli
Sezione 1, 2, Sezione 1+2
speciali ( FPGA, GB, CELL)
Sezione 3
windows (seriali e paralleli)
Sezione 3
non disponibili per LINUX
ENEA-GRID
con Data Base di grandi
dimensioni
Sezione 1,2,3 e GPFS
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ENEA-GRID & i Laboratori Virtuali
ENEA
Li
Università e
altri Enti di
ricerca
Imprese
Schema concettuale dei Laboratori Virtuali supportati dall’infrastruttura
ENEA-GRID potenziata dal sistema HPC del progetto CRESCO
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Sicurezza ENEA
Utente presso la sede
industriale
Sicurezza industriale
Esempio di utilizzo industriale
di FLUENT sulla GRID-ENEA
Opzioni di sottomissione
Opzioni Fluent:
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Aviogroup: Guadagno in termini di Elapsed Time
(Con risorse disponibili nel 2006)
Totale ore CPU consumata
7104
Totale Giorni (elapsed time)
23
Numero di giorni equivalenti su
4 CPU
74
Guadagno in termini di
elapsed Time
222%
Considerando quindi:
 L’inizializzazione delle problematiche Aviogroup.
 L’interruzione dei servizi per cause di forza maggiore (problematiche ENEL).
 La mancata disponibilità a tratti di licenze software per affollamento utenze.
Si è impiegato comunque meno di un terzo del
tempo previsto dalla disponibilità interna
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Aviogroup: test di un’applicazione industriale
Fase 1
Fase 2
Fase 3
Test per la simulazione distacco I- II stadio VEGA
(Tipo di calcolo HPC)
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Sperimentazione in corso sul GRID-ENEA con
PMI e Consorzi
CETMA
Simulazione flussi di aria nei vagoni ferroviari
(Tipo di calcolo HPC)
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Sperimentazione in corso sul GRID ENEA con
PMI e Consorzi
CETMA
Simulazioni particolari di un CATAMARANO
(Tipo di calcolo HPC)
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CRESCO per la FUSIONE EUROPEA
IB
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
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ENEA GRID and experimental facilities
DNA Sequence
system
( ABI Prism 3700)
Trisaia
DB_2
ENEA GRID
Controlled Nuclear Fusion:
FTU
Frascati Tokamak Upgrade
Video Acquisition
WEB
ICA
SSH
CPUS
DB_1
DB_3
Electron Microscope
(Brindisi)
300 KeV (sept. 2004)
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La ENEA-GRID interopera con altre GRID
ENEA ha sviluppato la
soluzione “shared proxy”
EGEE
EFDA
•Conserva l’autonomia
architetturale interna
•Consente implementazioni
multipiattaforma
GARR
GARR
•In produzione in EGEE
Altri Enti e realtà
PI2S2
•In produzione per la rete GRISU
•Richiesto da EFDA per
l’accesso ad EGEE
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ENEA-GRID & GRISU & IGI
Ispra
IGI
Saluggia
Italian GRID Infrastructure
BOLOGNA
S.Teresa
CASACCIA
Manfredonia
FRASCATI
PORTICI
BRINDISI
TRISAIA
GRISU
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SPACI
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Modello concettuale per il sistema produttivo
Richieste delle imprese
•Sicurezza dei dati
•Qualità del servizio
•Strumenti Competitivi
•Proprietà Intellettuale
•Gestione Licenze
Canale dedicato industria A
GRISU
Sistema GRID
•Potenziare le Competenze
•Sviluppare l’offerta di servizi
•Garantire l’Interoperabilità
•Infrastrutture H/S & HPC
•Connettività adeguata
EGEE
INFN_GRID
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Ringraziamenti (1)







Ministero della Ricerca e dell’Università (MUR)
Direzione dell’ENEA
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, Giuseppe Ronci,
Pietro D’Angelo, Daniele Remoli, Pasquale Cuomo,
Francesco Beone, Antonio Perozziello, Carlo Pinto,
Erminia Mattei, Gloria Tabili, Nadia Mencucci,
CaterinaVinci, Dante Giammattei, Alessandro De
Stefano,Vincenzo Colaci, Matteo De Rosa, Graziano
Furino, Cristina Baracca, Giorgio Mencuccini
Il personale dell’Unità FIM-INFOGER coordinata da
Roberto Guadagni
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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 dell’Ufficio di Presidenza coordinate
da Susanna Del Bufalo, Elisabetta Pasta e Diana Savelli
Il personale della ditta Computer Var e IBM per la
realizzazione dell’infrastruttura
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ITALIAN NATIONAL AGENCY
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