La “Griglia” informatica Fabrizio Gagliardi CERN EGEE Project Director

1. La “Griglia” informatica Fabrizio GagliardiCERNEGEE Project Director CERN, 3 maggio, 2004

2. La tecnologia di base • I progressi informatici degli ultimi anni nel campo delle reti, dei PC, del software distribuito, del Web permettono di pensare a creare un centro di calcolo virtuale composto da calcolatori distribuiti in tutto il mondo e connessi da Internet... • Il CERN il 20/04/04 ha stabilito il record del mondo di velocita’ su Internet trasferendo l’equivalente di un DVD in meno di 10 secondi (6.25 Gb/sec su 11’000 Km) tra la California ed il CERN (10’000 volte la velocita’ di ADSL). Nel quadro del progetto EU DataTAG, a forte participazione Italiana (INFN) • Il PC che sto usando per questa presentazione è circa 200 volte più potente di tutto il sistema di calcolo usato da Prof. Zichichi allo Split Field Magnet del CERN negli anni 70 • Linux ed il Web hanno reso l’informatica facile ed anche alla portata dell’insegnamento secondario CERN, 3 maggio 2004 - 2

3. Come funziona la Griglia? • Un software nuovo, sviluppato in molti progetti internazionali e nazionali (anche in Italia) e chiamato “Middleware” permette di collegare centri di calcolo differenti e gestiti in maniera autonoma in un centro di supercalcolo virtuale • Questo software riceve una richiesta di calcolo da un utente e la distribuisce dove trova le risorse di calcolo ed i dati necessari • Si assicura che tutto funzioni e quando il calcolo è terminato trasmette il risultato all’utente CERN, 3 maggio 2004 - 3

4. La visione della Griglia • Una rete internazionale di scienziati potrà simulare nuove inondazioni del Danubio in tempo reale, usando dati metereologici e geologici di molti centri diversi in Europa • Un gruppo di studenti d’ingegneria in una università periferica potrà utilizzare i più moderni sistemi 3D dai loro PC usando la Griglia • Una scienziata genetica ispirata da una presentazione udita ad una conferenza potrà lanciare un calcolo complesso di simulazione bio-moleculare dal suo cellulare Accedere ad una Griglia di produzione cambiera’ il modo in cui la scienza e molte altre cose sono fatte... CERN, 3 maggio 2004 - 4

5. Le Griglie nelle scuole • Coinvolgere gli studenti in esperimenti scientifici con dati reali e “freschi” • Esperimento di raggi cosmici nei licei: • EEE (Extreme Energy Events) • Collegando i PC dei licei italiani in una griglia di calcolo si può creare una struttura di supercalcolo economica e capace di supportare l’analisi dei dati di EEE • Altri esempi: • uso di PC distribuiti per calcolare il piu’ grande numero primo CERN, 3 maggio 2004 - 5

6. Altre applicazioni della Griglia • Applicazioni mediche (immagini, diagnostica e trattamento) • Bioinformatica(studio del genome e proteone umano per capire le malattie genetiche) • Ingegneria(ottimizzazione, simulazione, analisi dei problemi, accesso remoto e controllo di strumenti) CERN, 3 maggio 2004 - 6

7. Progetti di Griglie al CERN • Progetti CERN: • LHC Computing Grid (LCG) • Progetti della EU gestiti dal CERN: • EGEE • Progetti industriali: • CERN openlab for DataGrid applications CERN, 3 maggio 2004 - 7

8. Progetti prototipo: DataGrid • 9.8 M di Euro dalla EU nel periodo 2001-2004 • 3 applicazioni principali: Fisica delle particelle, Osservazioni satellitari (ESA), Biomedica • 21 partner in totale, più di 150 scienziati, ingegneri e programmatori dalla ricerca, dall’università, come pure dall’industria • Il prototipo DataGrid: più di 1000 calcolatori in 15 sedi (a momenti fino a 40) Completato con successo a marzo 2004 CERN, 3 maggio 2004 - 8

9. La nuova Griglia Europea:EGEE (Enabling Grids for E-science in Europe) • Obiettivo: • Creare l’infrastruttura di calcolo per ERA (European Research Area) • Approccio: Costruire su: • Gli investimenti della EU e dei paesi membri nella tecnologia di Griglia (Italia all’avanguardia) • Collaborazione internazionale (US e Asia) • Molti risultati prototipi Applicazioni La Griglia La rete Geant CERN, 3 maggio 2004 - 9

10. EGEE: I partners • 70 istituzioni di punta in 27 paesi, uniti in federazioni nazionali o regionali (tra cui l’Italia) CERN, 3 maggio 2004 - 10

11. Le applicazioni pilota • Fisica delle particelle elementaricon LHC Computing Grid (www.cern.ch/lcg) per gestire ed analizzare petabytes (1015 bytes) di dati reali e simulati. LCG è una maggiore sorgente di risorse di calcolo, di bisogni, con tempi stretti e senza soluzioni convenzionali disponibili • Biomedica molti gruppi di ricerca hanno bisogno di gestire grossi flussi di dati di bioinformatica. Accesso a grossi insiemi di dati distribuiti e non-omogenei con necessità di supercalcolo a richiesta CERN, 3 maggio 2004 - 11

12. Partecipazione italiana alla Griglia • Scienziati ed informatici italiani all’avanguardia dalla fine degli anni 90 • Ruolo di primo piano dell’INFN nei progetti Europei: EGEE, DataGrid, DataTAG, ecc. • Importante partecipazione italiana a LCG • Grossa attività nazionale con INFN Grid, progetti FIRB, il portale Genius e testbed didattici • La presidenza italiana della EU ha ospitato eventi come INFRA/ERA a Trieste ed eIRG a Roma, importanti per la nuova infrastruttura della Griglia Europea (EGEE) • Partecipazione industriale: • DATAMAT, Nice ecc... • Paese ospite della prima International Grid school in 2003, vicino a Napoli, sarà ripetuta quest’anno • Paese ospite della scuola di computing del CERN nel 2002 e 2004 CERN, 3 maggio 2004 - 12

13. Conclusioni • La Griglia ha il potenziale per creare una struttura di calcolo accessibile alla più ampia comunità scientifica • Contribuirà a mitigare la “barriera digitale” tra gli istituti dei paesi più avanzati e quelli ancora in via di sviluppo • La competitività industriale e commerciale potrà essere rafforzata dai risultati tecnologici che la Griglia permetterà • La Griglia potrà portare la Scienza di punta nelle classi scolastiche • Con l' INFN l’Italia puo' giocare un ruolo di primo piano a livello internazionale nello sviluppo di questo nuovo settore e nel suo sfruttamento industriale CERN, 3 maggio 2004 - 13

14. Ulteriori informazioni EU EGEE – www.eu-egee.org LCG – www.cern.ch/lcg INFN - grid.infn.it Altri progetti: www.cern.ch/gridcafe CERN, 3 maggio 2004 - 14