La “Griglia” informatica

Fabrizio GagliardiCERN

EGEE Project Director

CERN, 3 maggio, 2004

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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - 9

La nuova Griglia Europea:EGEE (Enabling Grids for E-science in

Europe)

 Applicazioni

La rete Geant

La Griglia

• 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

CERN, 3 maggio 2004 - 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 - 11

Le applicazioni pilota

• Fisica delle particelle elementari con 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 - 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 - 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 - 14

EU EGEE – www.eu-egee.orgLCG – www.cern.ch/lcg

INFN - grid.infn.it Altri progetti:

www.cern.ch/gridcafe

Ulteriori informazioni