Cyber -infrastructure per la ricerca in Sar degna

1. Cyber-infrastructure per la ricerca in Sardegna • Dedicata al supporto della ricerca scientifica e tecnologica • Permette di affrontare problemi a grande scala • Eccellente piattaforma di ricerca su calcolo e reti avanzate • Integrato con la Grid Italiana • Basata su reti ad alta velocità che mettono in connessione • 4 strutture principali per il calcolo • I centri di ricerca ed i principali ospedali della Sardegna • Nucleo della rete su fibre spente • Switching ottico • Bandwidth Unlimited Computing • Application Programmable Computing Resources • Supporto diretto di RAS • Accesso a fibre spente ed a rete regionale INFN AOB • 1008 cpu cores • 2.2 TB RAM • 195 TB disk

2. Computing Power - 3 poli principali:U-CA (Universita’ di Cagliari e INFN)CRS4OAC (Osservatorio Astronomico -INAF) 80% Installato e funzionante • + AMD dual opteron 28x cpus • InfiniBand 4xDDR 20Gbit/s bi-directional, latency ~ 2msec • 450 core processors aggiuntivi sono stati ordinati per l’ Università di Sassari, UniCA (Ingegneria) e INAF (SRT)

3. Sperimentazione e test sui sistemi operativi • In origine previsti due sistemi operativi, uno dei quali ottimale per High Performance Computing • Dopo una serie di studi e test è stato possibile convergere su Scientific Linux • Maggiore efficienza di utilizzo dell’ infrastruttura

4. Servizi Grid • Definita Organizzazione Virtuale (VO) cybersar • Configurato servizio di broker • Configurato catalogo dei dati accopiato ad uno storage element • Configurato Computing element • Configurato Portale per l’accesso alle risorse • Infrastruttura basata su risorse dei tre poli principali

5. Utilizzo dei Servizi Grid • Workshop di inaugurazione dell’ infrastruttura • 80 partecipanti, 40 partecipanti ai tutorials • http://indico.ca.infn.it/indico/conferenceDisplay.py?confId=0 • Test di funzionalità con applicazioni pilota: • chimica • fisica della materia • idrologia • meterologia • fisica delle alte energie • coinvolgimento di nuove applicazioni: • Ingegneria

7. Presentazione del Progetto a e-Science 2007: • Cybersar: a new computational infrastructure for research in Sardinia

8. Integrazione dei servizi Grid • Realizzazione, già alla fine del 2006, di un’ infrastruttura di Grid nei tre poli principlai basata su clusters di risorse proprie • Sperimentazione • Rapido porting delle applicazioni • Interoperabilità • Attività di collaborazione sull’ Interoperabilità con gli altri progetti PON Ricerca avv. 1575

10. APPLICAZIONI • OR3 Sistemi computazionali e di data processing real-time per la ricerca fondamentale in astrofisica. • OR4 Previsione di eventi meteorologici estremi basata su tecniche d’ensemble statistico. • OR5 Inversione massicciamente parallela di dati sismici per imaging geofisico in profondità. • OR6 Esplorazione immersiva di dati scientifici ed ingegneristici a grandissima scala su "next generation displays".. • OR7 Studi avanzati di fisica computazionale della materia dura e soffice. • OR8 Elaborazione con tecnologie di calcolo avanzate di grandi volumi di dati caratterizzati da eventi complessi originati da collisioni protone-protone e nucleo-nucleo ad altissime energie. • OR9 Studi avanzati di chimica computazionale. • OR10 Simulazione modellistica e progettazione nell'ingegneria di processo e della produzione. • OR11 Simulazione modellistica nella pianificazione territoriale, ambientale e dei servizi. • OR12 Simulazione e analisi di grandi quantità di dati per applicazioni multimediali, a larga banda e distribuite. • OR13 Realizzazione di un simulatore di gru “Portainer”.

11. Applicazioni • Attività di preparazione e test degli algoritmi • Tests sull’ infrastruttura prototipale di grid dall’ inizio 2007 • Inizio utilizzo dell’ infrastruttura da Dicembre 2007 • applicazioni pilota: • chimica fisica della materia idrologia meterologia fisica delle alte energie

12. Applicazioni

13. Tecniche informatiche avanzate per la Previsione meteorologica: EVENTI ESTREMI Workflow del modello meteo BOLAM sviluppato per l progetto e utilizzato con middleware Glite Previsioni accurate su scale ridotte in tempi brevi • A4.2 Le procedure sviluppate sono state utilizzate • nella GRID CyberSar con il middleware GLite. • I tools Glite utilizzati sono: • Data Management and File Access tools: • per accedere ai dati remoti dalla User Interface • LCG File Catalog: per registrare i dati nel catalogo • Workload Management System: • per sottomettere e monitorare I job • A4.1Procedure sviluppate • per il progetto: • Decodifica dati • Preprocessing dati • Running modello • Nesting • Postprocessing Un immagine dal portale GENIUS-CyberSar che ci permette di sottomettere BOLAM Glite da browser (in progress) Obiettivo: previsioni meteo sempre più affidabili

14. Uso delle risorse computazionali:Processing e rendering di dati territoriali Parallel out-of-core preprocessing Incremental rendering Wavelet based two-stage diamond compression • BDAM – Batched Dynamic Adaptive Meshes Framework • Metodo per la generazione di superfici continue da assemblaggio di patch pre calcolate (BDAM). • Utilizzo di GPU per una risoluzione sub-metrica nella visualizzazione globale del pianeta (P-BDAM) • Utilizzo di metodi di compressione quasi lossless basati su wavelet vincolate (C-BDAM) • Tecniche applicate con successo su molti di casi, tra cui ricostruzioni dell’intero pianeta terra create da dati SRTM ad alta risoluzione • Lavoro svolto in collaborazione con ISTI-CNR Fabio Bettio, Enrico Gobbetti, Fabio Marton, and Giovanni Pintore. High-quality networked terrain rendering from compressed bitstreams. InProc. ACM Web3D International Symposium. P ages 37-44, April 2007. R. Pajarola and E. Gobbetti. Survey on Semi-Regular Multiresolution Models for Interactive Terrain Rendering. The Visual Computer, 23(8): 583-605, 2007 Andreas Dietrich, Enrico Gobbetti, and Sung-Eui Yoon. Massive-ModelRendering Techniques: A Tutorial. IEEE Computer Graphics and Applications, 27(6): 20-34, nov/dec 2007

15. Visualizzazione parallela multirisoluzione su display 3D 50Mpixel 0.8° resolution50-70° FOV Screen plane Chunk bounding sphere Individual spatial voxels are addressed thanks to direction-selective light emission Spatial display resolution decreases with distance from screen plane. Adaptive renderer matches surface tessellation accuracy with display resolution • Visualizzazione su display 3D • Il display utilizza una speciale combinazione di un insieme di proiettori ed uno schermo olografico; gli oggetti renderizzati appaiono sospesi nello spazio da differenti punti di vista. • Un renderer parallelo distribuito pilota il display generando molteplici immagini per frame sui nodi di back-end; l'accuratezza della superficie è dinamicamente accoppiata con la risoluzione spaziale display. • la tecnica raggiunge un frame rate interattivo per modelli enormi su display da 50 Mpixel. • Primo display di questo tipo installato al mondo. Bettio, Gobbetti, Marton, and Pintore. Scalable Rendering of Massive Triangle Meshes on Light Field Displays. Computers & Graphics, 2008. M. Agus, E. Gobbetti, J. Guitián, F.Marton, and G. Pintore. GPU Accelerated Direct Volume Rendering on an Interactive Light Field Display. Computer Graphics Forum, 27(3), 2008 Fabio Bettio, Enrico Gobbetti, Fabio Marton, and Giovanni Pintore. Scalable Rendering of Massive Triangle Meshes on Light Field Displays. Computers & Graphics, 2008. To appear