Enrico Onofri - CSN4 - settembre 2008

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1 Enrico Onofri - CSN4 - settembre

2 Il progetto Aurora Enrico Onofri - CSN4 - settembre

3 Il progetto Aurora INFN - FBK - Eurotech - Intel Enrico Onofri - CSN4 - settembre

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5 Why What Where Who When 2

6 WHY 3

7 WHY Un fatto: gli attuali supercomputers sono avidi di kw 3

8 WHY Un fatto: gli attuali supercomputers sono avidi di kw Secondo fatto: i fisici hanno bisogno di computers alla scala del PFlops 3

9 WHY Un fatto: gli attuali supercomputers sono avidi di kw Secondo fatto: i fisici hanno bisogno di computers alla scala del PFlops E` impensabile scalare di un fattore 100 i clusters attuali a meno di... 3

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11 Cineca: 5 MWatt Questo è il problema. R.Feynman ne anticipa gli aspetti cruciali in Computing Machines in the Future, Nishina memoria lecture ( Il piacere di scoprire, Adelphi 2002) 4

12 La corsa al PFlops sorgente top500 Apenext 5

13 top500 % il ritardo dell Italia (non include APE) 6

14 What 7

15 What Intel: nuovi processori a basso consumo 7

16 What Intel: nuovi processori a basso consumo Esperienza APE in INFN e piu` recentemente realizzazione di Janus: rete veloce e configurabile (FPGA) 7

17 What Intel: nuovi processori a basso consumo Esperienza APE in INFN e piu` recentemente realizzazione di Janus: rete veloce e configurabile (FPGA) Esperienza entro il progetto Qpace, (D.Pleiter, K.Jannsen et al, Desy, Regensburg,...) 7

18 What Intel: nuovi processori a basso consumo Esperienza APE in INFN e piu` recentemente realizzazione di Janus: rete veloce e configurabile (FPGA) Esperienza entro il progetto Qpace, (D.Pleiter, K.Jannsen et al, Desy, Regensburg,...) Nasce il progetto Aurora 7

19 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... 8

20 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... Intel demonstrated the chip running an application created for solving differential equations. At 3.16GHz and with 0.95 volts applied to the processor, it can hit 1 teraflop of performance while consuming 62 watts of power. Intel constructed a special motherboard and cooling system for the demonstration in a San Francisco hotel. 8

21 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... Intel demonstrated the chip running an application created for solving differential equations. At 3.16GHz and with 0.95 volts applied to the processor, it can hit 1 teraflop of performance while consuming 62 watts of power. Intel constructed a special motherboard and cooling system for the demonstration in a San Francisco hotel. Intel roadmap - end 2009 Nehalem ==> 100 Gflops - end 2010 Westmere +40% ==> 140 8

22 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... Intel demonstrated the chip running an application created for solving differential equations. At 3.16GHz and with 0.95 volts applied to the processor, it can hit 1 teraflop of performance while consuming 62 watts of power. Intel constructed a special motherboard and cooling system for the demonstration in a San Francisco hotel. Intel roadmap - end 2009 Nehalem ==> 100 Gflops - end 2010 Westmere +40% ==> 140 Eurotech, Intel to Collaborate on HPC Development 8

23 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... Intel demonstrated the chip running an application created for solving differential equations. At 3.16GHz and with 0.95 volts applied to the processor, it can hit 1 teraflop of performance while consuming 62 watts of power. Intel constructed a special motherboard and cooling system for the demonstration in a San Francisco hotel. Intel roadmap - end 2009 Nehalem ==> 100 Gflops - end 2010 Westmere +40% ==> 140 Eurotech, Intel to Collaborate on HPC Development AMARO, Italy, May Gruppo Eurotech, an Italian company specializing in embedded solutions and computer miniaturizatrion, and Intel, the world's largest producer of chips and world leader in silicon innovation, have signed a memorandum of understanding over several years of technological collaboration.under the terms of the agreement -- signed during a visit by Pat Gelsinger, vice president and general manager on Intel's Digital Enterprise Group -- the two companies will work together on the development of HPC (high performance computing) systems based on Intel processors. These systems will address the computing needs of fluid dynamics and aerodynamic analysis, as well as scientific computing. 8

24 I nuovi multi-core Intel non solo indiscrezioni... Intel demonstrated the chip running an application created for solving differential equations. At 3.16GHz and with 0.95 volts applied to the processor, it can hit 1 teraflop of performance while consuming 62 watts of power. Intel constructed a special motherboard and cooling system for the demonstration in a San Francisco hotel. Intel roadmap - end 2009 Nehalem ==> 100 Gflops - end 2010 Westmere +40% ==> 140 Eurotech, Intel to Collaborate on HPC Development AMARO, Italy, May Gruppo Eurotech, an Italian company specializing in embedded solutions and computer miniaturizatrion, and Intel, the world's largest producer of chips and world leader in silicon innovation, have signed a memorandum of understanding over several years of technological collaboration.under the terms of the agreement -- signed during a visit by Pat Gelsinger, vice president and general manager on Intel's Digital Enterprise Group -- the two companies will work together on the development of HPC (high performance computing) systems based on Intel processors. These systems will address the computing needs of fluid dynamics and aerodynamic analysis, as well as scientific computing. 8

25 Enrico Onofri - CSN4 - settembre

26 Enrico Onofri - CSN4 - settembre

27 WHO/WHERE 10

28 WHO/WHERE Il progetto nasce da un idea di alcuni fisici INFN (Tripiccione et al) gia` nel gruppo APE, APE100,...,APEnext, che hanno trovato un forte partner industriale (Eurotech) e una ipotesi di finanziamento da parte della fondazione b.kessler 10

29 WHO/WHERE Il progetto nasce da un idea di alcuni fisici INFN (Tripiccione et al) gia` nel gruppo APE, APE100,...,APEnext, che hanno trovato un forte partner industriale (Eurotech) e una ipotesi di finanziamento da parte della fondazione b.kessler Eurotech ha reso possibile un alleanza strategica con Intel - si pensi che la realizzazione della nuova linea di processori ha richiesto investimenti dell ordine dei G$ - No bricolage - Il breakthrough consiste nell abbattere correnti parassite che comportano 30% della potenza in teconologia a 75 nm o 50% a 45 nm. I materiali usati sono coperti da segreto, ma processori che utilizzano l idea sono gia` in produzione (atom) 47 milioni di transistors su 5x5 mm, 2 Watt ( 10

30 (continua) 11

31 (continua) 11

32 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. 11

33 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. IASMA - sequenziazione DNA 11

34 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. IASMA - sequenziazione DNA AtreP - Protontherapy, Trento 11

35 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. IASMA - sequenziazione DNA AtreP - Protontherapy, Trento Dipartimento di fisica, U. Trento (Biofisica) 11

36 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. IASMA - sequenziazione DNA AtreP - Protontherapy, Trento Dipartimento di fisica, U. Trento (Biofisica) Le specifiche che verranno fornite da questi gruppi permetteranno di progettare una macchina flessibile (non solo LQCD) 11

37 (continua) Il progetto prevede anche una collaborazione di gruppi Trentini attivi in varie aree, ma tutti interessati allo sviluppo di nuovi elaboratori che permettano di superare le limitazioni degli attuali clusters. IASMA - sequenziazione DNA AtreP - Protontherapy, Trento Dipartimento di fisica, U. Trento (Biofisica) Le specifiche che verranno fornite da questi gruppi permetteranno di progettare una macchina flessibile (non solo LQCD) 11

38 Il lineup completo 12

39 Il lineup completo INFN Alfieri Belletti Di Renzo Destri Leonardi Marchesini Nobile Onofri Orlandini Rapuano Schifano Scorzato Simma Traini Tripiccione 12

40 Caratteristiche tecniche Vedere documento di Fabio Schifano (30 )? 13

41 14

42 Meccano-like chassis Testing communications 15

43 I punti di forza 16

44 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel 16

45 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel Costo su strada previsto: 6~7k$/TFlops nella prima fase, fino a 3k$/TFlops con processori di III generazione (2011), con una potenza di circa Watt/TFlops (vedi statistiche) 16

46 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel Costo su strada previsto: 6~7k$/TFlops nella prima fase, fino a 3k$/TFlops con processori di III generazione (2011), con una potenza di circa Watt/TFlops (vedi statistiche) Processori con ottima resa su problemi di LQCD 16

47 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel Costo su strada previsto: 6~7k$/TFlops nella prima fase, fino a 3k$/TFlops con processori di III generazione (2011), con una potenza di circa Watt/TFlops (vedi statistiche) Processori con ottima resa su problemi di LQCD Processore Nehalem gia` utilizzabile per test in laboratorio (FE) 16

48 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel Costo su strada previsto: 6~7k$/TFlops nella prima fase, fino a 3k$/TFlops con processori di III generazione (2011), con una potenza di circa Watt/TFlops (vedi statistiche) Processori con ottima resa su problemi di LQCD Processore Nehalem gia` utilizzabile per test in laboratorio (FE) Ottimo bilanciamento tra cpu e rete di comunicazione 16

49 I punti di forza Aggancio alla roadmap Intel Costo su strada previsto: 6~7k$/TFlops nella prima fase, fino a 3k$/TFlops con processori di III generazione (2011), con una potenza di circa Watt/TFlops (vedi statistiche) Processori con ottima resa su problemi di LQCD Processore Nehalem gia` utilizzabile per test in laboratorio (FE) Ottimo bilanciamento tra cpu e rete di comunicazione Scalabilita`: dal singolo chassis personale al grande sistema O(PFlops) - stesso sistema operativo e applicazioni 16

50 Outlook 17

51 Outlook Pending approval by INFN&PAT 17

52 Outlook Pending approval by INFN&PAT sviluppo prototipo ~100TFlops 17

53 Outlook Pending approval by INFN&PAT sviluppo prototipo ~100TFlops 2011 realizzazione di una macchina da 1PFlops 17

54 Outlook Pending approval by INFN&PAT sviluppo prototipo ~100TFlops 2011 realizzazione di una macchina da 1PFlops Documentazione: Il progetto, 17

55 Proiezioni al 2011 Aurora Apenext 18

56 La classifica verde 19

57 When (scala in mesi) 20

58 When (scala in mesi) Oggi +12 : prototipo di scheda con processore di I generazione 20

59 When (scala in mesi) Oggi +12 : prototipo di scheda con processore di I generazione Oggi +15 : prototipo libreria di comunicazione e sistema operativo 20

60 When (scala in mesi) Oggi +12 : prototipo di scheda con processore di I generazione Oggi +15 : prototipo libreria di comunicazione e sistema operativo Oggi +24 : sistema multi-nodo con processori di II generazione 20

61 When (scala in mesi) Oggi +12 : prototipo di scheda con processore di I generazione Oggi +15 : prototipo libreria di comunicazione e sistema operativo Oggi +24 : sistema multi-nodo con processori di II generazione Oggi +30 : realizzazione della scheda per processori di III generazione 20

62 Enrico Onofri - CSN4 - settembre

63 Si ringraziano R. Tripiccione F. Schifano G.P. Tecchiolli F. Di Renzo L. Scorzato FINE - Fnïdä Enrico Onofri - CSN4 - settembre

64 Invito a Parma 22