1 / 24

V ýpočty v e fyzice částic - projekt ATLAS

V ýpočty v e fyzice částic - projekt ATLAS. M. Lokajíček Fyzikální ústav AV ČR. Úvod. Experimenty v e fyzice částic Výpočetní nároky na příkladu experimentu ATLAS na LHC v CERN Účast na mezinárodních výpočetních projektech - GRID Domácí infrastruktura pro v ýpočty Závěr.

justin
Download Presentation

V ýpočty v e fyzice částic - projekt ATLAS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Výpočty vefyzice částic -projekt ATLAS M. Lokajíček Fyzikální ústav AV ČR seminář CESNET2 Masarykova kolej

  2. Úvod • Experimenty ve fyzice částic • Výpočetní nároky na příkladu experimentu ATLAS na LHC v CERN • Účast na mezinárodních výpočetních projektech - GRID • Domácí infrastruktura pro výpočty • Závěr seminář CESNET2 Masarykova kolej

  3. Experimenty částicové fyziky a výpočetní nároky • Hlavní centra • CERN • skončen program LEP • příprava programu LHC • urychlovač p-p 7+7 TeV • experimenty ATLAS, ALICE , CMS, LHCb • FERMILAB • běžící program Tevatron, anti-p–p, 1+1 TeV • experimenty D0 a CDF • objev top kvarku v 1995

  4. ATLAS CERN seminář CESNET2 Masarykova kolej

  5. Urychlovač LHC(Large Hadron Collider) obvod 27 km 100 m pod zemí vstřícné svazky protonů 7 + 7 TeV, lumiinosita 1034cm-2s-1 bunch (shluk) 1011 protonů srážky každých 25 ns, tj.40 MHzbunche 7.5 m za sebou při rychlosti světla při srážce bunchů 23 srážek proton-proton současně spuštění 2007

  6. Detektor ATLAS • délka 44 mvýška 26 mváha 7 000 tun • současný stav podzemní haly • části detektorů postupně dopravovány, spouštěny jeřábem a instalovány • webové kamery a počítačové simulace instalace na http://atlas.web.cern.ch/Atlas/TCOORD/Activities/TcOffice/Scheduling/Installation/ATLASinstallation.htmlči sekvence z webových obrázků:http://home-hep.fzu.cz/fialal/atlasbuild/

  7. Vnitřní detektor (měření drah částic) Kalorimetry (měření energie částic a jetů) proton proton Detektor mionů seminář CESNET2 Masarykova kolej Supravodivé magnety

  8. Spolupráce ATLAS (Status říjen 2004) Albany, Alberta, NIKHEF Amsterdam, Ankara, LAPP Annecy, Argonne NL, Arizona, UT Arlington, Athens, NTU Athens, Baku, IFAE Barcelona, Belgrade, Bergen, Berkeley LBL and UC, Bern, Birmingham, Bonn, Boston, Brandeis, Bratislava/SAS Kosice, Brookhaven NL, Bucharest, Cambridge, Carleton/CRPP, Casablanca/Rabat, CERN, Chinese Cluster, Chicago, Clermont-Ferrand, Columbia, NBI Copenhagen, Cosenza, INP Cracow, FPNT Cracow, Dortmund, JINR Dubna, Duke, Frascati, Freiburg, Geneva, Genoa, Glasgow, LPSC Grenoble, Technion Haifa, Hampton, Harvard, Heidelberg, Hiroshima, Hiroshima IT, Indiana, Innsbruck, Iowa SU, Irvine UC, Istanbul Bogazici, KEK, Kobe, Kyoto, Kyoto UE, Lancaster, Lecce, Lisbon LIP, Liverpool, Ljubljana, QMW London, RHBNC London, UC London, Lund, UA Madrid, Mainz, Manchester, Mannheim, CPPM Marseille, MIT, Melbourne, Michigan, Michigan SU, Milano, Minsk NAS, Minsk NCPHEP, Montreal, FIAN Moscow, ITEP Moscow, MEPhI Moscow, MSU Moscow, Munich LMU, MPI Munich, Nagasaki IAS, Naples, Naruto UE, New Mexico, Nijmegen, Northern Illinois, BINP Novosibirsk, Ohio SU, Okayama, Oklahoma, LAL Orsay, Oslo, Oxford, Paris VI and VII, Pavia, Pennsylvania, Pisa, Pittsburgh, CAS Prague, CU Prague, TU Prague, IHEP Protvino, Ritsumeikan, UFRJ Rio de Janeiro, Rochester, Rome I, Rome II, Rome III, Rutherford Appleton Laboratory, DAPNIA Saclay, Santa Cruz UC, Sheffield, Shinshu, Siegen, Simon Fraser Burnaby, Southern Methodist Dallas, NPI Petersburg, Stockholm, KTH Stockholm, Stony Brook, Sydney, AS Taipei, Tbilisi, Tel Aviv, Thessaloniki, Tokyo ICEPP, Tokyo MU, Tokyo UAT, Toronto, TRIUMF, Tsukuba, Tufts, Udine, Uppsala, Urbana UI, Valencia, UBC Vancouver, Victoria, Washington, Weizmann Rehovot, Wisconsin, Wuppertal, Yale, Yerevan 151 institucí ze 34 zemí Celkem vědeckých autorů 1 700 Vědečtí autoři s titulem PhD, či ekvivalentem 1 300

  9. seminář CESNET2 Masarykova kolej

  10. Software Project Asi 100 lidí

  11. Výpočetní model experimentu ATLAS • Velikosti dat: • Simulovaná data případů2.0 MB • Raw data1.6 MB • Event Summary Data (ESD)0.5 MB • Analysis Object Data (AOD)10 kB • TAG Data 0.5 kB • Další parametry: • celková frekvence záznamu případů 160 Hz • Frekvence záznamu případů pro fyziku 140 Hz • tok dat 250 MB/s • nominální doba sběru dat ročně 107 s • orientační počet případů ročně 109 • ročně raw dat - všech dat 2 - 10 PB • doba/případpro Simulaci 60 kSI2k s • doba/případ pro Rekonstrukci 6.4 kSI2k s • Zpracování dat v centrech (celkem desetitisíce procesorů po celém světě) • Tier-0 – místo sběru dat – CERN • Tier-1 - velká regionální centra 6 pro ATLAS • Tier-2 - regionální centra 4 na každé Tier-1 • Tier-3 - centra spolupracujících univerzit seminář CESNET2 Masarykova kolej

  12. Funkce centra Tier-0 • Centrum Tier-0 v CERN musí: • držet kopie všech raw dat na páskách • držet kalibrační data na discích • provést první rekonstrukci dat v reálném čase • distribuovat ESD’s externím Tier-1 (1/3 dat každému z 6 Tier-1) – neustále 2 diskové kopie • Momentálně se zvažuje: • zda kopírovat v reálném čase všechna raw data do Tier-1 (druhá kopie bude užitečná pro pozdější opětovné zpracování dat - reprocessing) • zda reprocessing raw dat naTier-0 či Tier-1 • zda skladovat pásky na policích či vautomatických robotech • způsob archivace simulovaných dat • možnost sdílení výpočetních prostředků s HLT (L2)a Tier-0 • Tier-0 musí být dedikované centrum, jehož výkon CPU, rychlosti toku dat na disky a pásky odpovídá frekvenci záznamu experimentálních dat

  13. Funkce center Tier-1 a Tier-2 • Předpokládáme ~6 Tier-1 center pro ATLAS. Každé bude: • drží 1/3 dat ESD a plnou kopii dat AOD aTAG • (pravděpodobně ) drží na páskách 1/6 of Raw Data • drží na disku 1/3 současně simulovaných ESD a na pásce 1/6 předchozích verzí • poskytovat služby (CPU a diskovou kapacitu) pro uživatelskou analýzu (~200 uživatelů/Tier-1) • počítat simulace, kalibrace a reprocessing skutečných dat • Předpokládáme ~4 Tier-2 na každé Tier-1. Každé bude: • držet na disku plnou AOD aTAG • (pravděpodobně) držet na disku vybrané vzorky ESD • poskytovat (CPU a diskovýprostor) pro uživatelskou analýzu (~50 uživatelů/Tier-2) • počítatsimulace a/nebokalibrace seminář CESNET2 Masarykova kolej

  14. 2003 • POOL/SEAL release (done) • ATLAS release 7 (with POOL persistency) (done) • LCG-1 deployment (in progress) • ATLAS complete Geant4 validation (in progress) • ATLAS release 8 • DC2 Phase 1: simulation production • DC2 Phase 2: intensive reconstruction (the real challenge!) • Combined test beams (barrel wedge) • Computing Model paper • ATLAS Computing TDR and LCG TDR • DC3: produce data for PRR and test LCG-n • Computing Memorandum of Understanding (moved to end 2004?) • Physics Readiness Report • Start commissioning run • GO! 2004 NOW 2005 2006 2007 ATLAS Computing Timeline Dario Barberis

  15. Data Challenge 2test systému zpracování dat • DC2 v roce 2004: • distribuovaná produkce >107 simulovaných případů, duben – červen 2004 • případy (raw data) poslat do CERN do Tier-0 • (pravděpodobně) “rychlý” alignment/kalibrace a (určitě) rekonstrukce dat na prototypu Tier-0 během krátké doby (~10 dní, “10% test tokudat”) • výsledky rekonstrukce distribuovat do center Tier-1 a provést analýzu na Gridu • Nový software (vzhledem k DC1 v 2002/2003): • simulace Geant4, pile-up a digitalizacev Athena • nový SW pro správu dat a popis detektoru • POOL persistence • gridová infrastruktura projektu LCG-1/2 • produkce a analýza dat v distribuovaném prostředí seminář CESNET2 Masarykova kolej

  16. Projekt LCG • LCG – LHC Computing Gridprojekt CERNprvní fáze 2002 – 2005 • Úkol – připravit výpočetní infrastrukturu pro simulace, zpracování a fyzikální analýzu dat pro všechny 4 experimenty na LHC • společná infrastruktura knihoven, nástrojů a rámec pro podporu fyzikálního aplikačního softwaru • vývoj a uvedení do provozu výpočetních služeb pro skladování a zpracování dat • vytvoření dávkové a interaktivní služby pro celosvětovou komunitu LHC seminář CESNET2 Masarykova kolej

  17. LCG Applications Area Development environment Joint projects Data management Distributed analysis Middleware Area Provision of a base set of gridmiddleware – acquisition,development, integration,testing, support CERN Fabric Area Large cluster management Data recording Cluster technology Networking Computing service at CERN Grid Deployment Area Establishing and managing theGrid Service - Middleware certification, security, operations,registration, authorisation,accounting Joint with EGEE Operational Management of the Project Les Robertson

  18. Energetická spotřeba procesorů • Spotřeba energie roste lineárně s výkonem procesoru • Řízení výkonu procesorů se pravděpodobně neuplatní při nepřetržité práci procesoru při vysokém využití CPU • Elektrický příkon a chlazení zůstanou významnou částí nákladů. • CERN plánuje 2.5 MW (+ cooling) for LHC to end 2008 (dnes 800 kW) Processor performance (SpecInt2000) per Watt 18 16 PIII 0.25 14 PIII 0.18 12 PIV 0.18 10 SpecInt2000/Watt PIV 0.13 8 Itanium 2 0.18 6 4 PIV Xeon 0.13 2 0 0 1000 2000 3000 Frequency [MHz]

  19. Účast ČR na LHC • Hlavní účast ČR na LHC je na projektech ATLAS a ALICE • AV ČR, Univerzita Karlova v Praze a České vysoké učení technické v Praze • od roku 1993 účast na návrhu a stavbě detektoru • nyní účast na instalaci detektoru, spuštění v roce 2007, provoz alespoň 10 let • paralelně účast na výpočetních aktivitách projektu ATLAS, např. v DC • Projekt EU DataGrid (2001-III.2004), projekt LCG (od 2002), projekt EGEE od 2004 • Úzká spolupráce s CESNET na projektech Datagrid a EGEE v oblasti budování výpočetních farem, CESNET poskytuje síťového připojení, certifikační autoritu apod. seminář CESNET2 Masarykova kolej

  20. Výpočetní farma Goliáš –Tier 2 • Farma pro výpočty ve fyzice částic a pro gridové výpočty,umístěna ve FZÚ • 34x dual 1.13Ghz PIII • 1GB RAM na uzel • 1TB diskové pole • 10TB diskové pole(3 x 3 TB, spolupráce na vývoji kernelu2.6.0-test9) • Výkon 34 kSI2000 • Plán využití:50% LCG (ATLAS+ALICE), 50% D0

  21. Výpočetní farma Goliáš 2 • Výborné síťové připojení • PASNET – CESNET2 – GEANT (sdílené 1 Gb/s) • CzechLight (vyhražený 1 Gb/s) • vyhražené optické spojeníFZÚ – CESNET – Amsterodam (NetherLight) – CERN(BGP pro automatické přepnutí na GEANT v případě testů) • Amsterodam je připojen též na StarLight v Chicagu, kam má od 2003 přípojku i FNAL, možnost zlepšení spojení Praha - FNAL seminář CESNET2 Masarykova kolej

  22. Výpočetní farma Goliáš 3 • Účast na • EDG1/2 • LCG1/2 • ATLAS, ALICE – DC1/2DC2 bude využívat LCG2 • simulace pro experimenty • D0 ve FNAL • simulace pro D0 (SAMgrid) • platba poplatků do experimentu pomocí dodávky potřebných výpočetních služeb seminář CESNET2 Masarykova kolej

  23. Výpočetní farma Goliáš 4 seminář CESNET2 Masarykova kolej

  24. Závěr • Velké experimenty ve fyzice částic v minulosti dávaly podnět k rozvoji výkonných výpočetních a síťových prostředků • Dnes daly impuls k rozvoji distribuovaných výpočtů – realizace gridu – desítky gridových projektů na světě • ČR se účastní hlavních aktivit LHC jak v oblasti detektorů a fyzikální analýzy, tak na rozvoji a lokální implementaci nových gridových prostředků. • CESNET z.s.p.o. vytvořil potřebné vysokorychlostní spolehlivé síťové prostředí na špičkové mezinárodní úrovni • Úzká spolupráce na gridových projektech s CESNET z.s.p.o. je velmi přínosná seminář CESNET2 Masarykova kolej

More Related