PROPOSTA DI UTILIZZO DI 6 STAZIONI DI LAVORO MULTI-CORE A MEMORIA CONDIVISA PER IL CALCOLO DI PROBLEMI DI STRUTTURA E DINAMICA NUCLEARE

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1 PROPOSTA DI UTILIZZO DI 6 STAZIONI DI LAVORO MULTI-CORE A MEMORIA CONDIVISA PER IL CALCOLO DI PROBLEMI DI STRUTTURA E DINAMICA NUCLEARE CSN4-23 Marzo 2010 A. Kievsky - INFN, Sezione di Pisa (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

2 Gruppi Proponenti 1) M. Colonna, U. Lombardo, M. Baldo (LNS e Sez. di Catania) 2) P.F. Bortignon, R.A. Broglia, G. Colo, E. Vigezzi (Sez. di Milano) 3) L.Coraggio, A. Covello, A. Gargano, N. Itaco (Sez. di Napoli) 4) A. Kievsky, L. Marcucci, M. Viviani (Sez. di Pisa) 5) G. Salme e E. Pace (Sez. di Roma I e II) 6) G. Orlandini, F. Pederiva, W. Leidemann (Sez. di Padova, G.C. di Trento) Oggetto proposto Stazione di lavoro biprocessore processore 6-core (oppure 8-core se disponibile) 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM) 2-8 TB di disco locale (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

3 Gruppi Proponenti 1) M. Colonna, U. Lombardo, M. Baldo (LNS e Sez. di Catania) 2) P.F. Bortignon, R.A. Broglia, G. Colo, E. Vigezzi (Sez. di Milano) 3) L.Coraggio, A. Covello, A. Gargano, N. Itaco (Sez. di Napoli) 4) A. Kievsky, L. Marcucci, M. Viviani (Sez. di Pisa) 5) G. Salme e E. Pace (Sez. di Roma I e II) 6) G. Orlandini, F. Pederiva, W. Leidemann (Sez. di Padova, G.C. di Trento) Oggetto proposto Stazione di lavoro biprocessore processore 6-core (oppure 8-core se disponibile) 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM) 2-8 TB di disco locale (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

4 Mezzi di calcoli attuali Attualmente il calcolo dei 6 gruppi proponenti si basano su farms di gruppo, di piccole dimensioni, composte mediamente di 10 nodi 20 cores con 2GB-4GB-8GB di RAM e spazio disco locale di GB Alcuni di questi nodi sono stati acquistati l anno scorso, altri sono vecchi di 8 anni, in media sono vecchi di 4 anni Alcuni gruppi hanno accesso a farms di sezione, piu moderne, configurate con nodi quad-core a 8GB-16GB di RAM Il rapporto RAM/core 2 GB Limitazioni attuali Molte delle macchine sono obsolete e saranno dismesse insufficiente RAM insufficiente spazio disco locale (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

5 Mezzi di calcoli attuali Attualmente il calcolo dei 6 gruppi proponenti si basano su farms di gruppo, di piccole dimensioni, composte mediamente di 10 nodi 20 cores con 2GB-4GB-8GB di RAM e spazio disco locale di GB Alcuni di questi nodi sono stati acquistati l anno scorso, altri sono vecchi di 8 anni, in media sono vecchi di 4 anni Alcuni gruppi hanno accesso a farms di sezione, piu moderne, configurate con nodi quad-core a 8GB-16GB di RAM Il rapporto RAM/core 2 GB Limitazioni attuali Molte delle macchine sono obsolete e saranno dismesse insufficiente RAM insufficiente spazio disco locale (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

6 Possibile evoluzione: Uso delle farms teoriche Rapporto core/ram < 2 GB: insufficiente RAM Insufficiente spazio disco locale: utilizzo di mass storage oppure... Un nuovo oggetto: Stazione di lavoro biprocessore processore 6-core (oppure 8-core se disponibile): sostituisce la farm di gruppo 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM): massiccio utilizzo di memoria nell uso a singolo nodo 4 slots per dischi: 4-8 TB HD: uso dei dischi locali come mass storage Caratteristica importante: Possibilita di estendere la frontiera dei nostri studi! (stazione di lavoro operante a Pisa da pochi mesi) (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

7 Possibile evoluzione: Uso delle farms teoriche Rapporto core/ram < 2 GB: insufficiente RAM Insufficiente spazio disco locale: utilizzo di mass storage oppure... Un nuovo oggetto: Stazione di lavoro biprocessore processore 6-core (oppure 8-core se disponibile): sostituisce la farm di gruppo 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM): massiccio utilizzo di memoria nell uso a singolo nodo 4 slots per dischi: 4-8 TB HD: uso dei dischi locali come mass storage Caratteristica importante: Possibilita di estendere la frontiera dei nostri studi! (stazione di lavoro operante a Pisa da pochi mesi) (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

8 Possibile evoluzione: Uso delle farms teoriche Rapporto core/ram < 2 GB: insufficiente RAM Insufficiente spazio disco locale: utilizzo di mass storage oppure... Un nuovo oggetto: Stazione di lavoro biprocessore processore 6-core (oppure 8-core se disponibile): sostituisce la farm di gruppo 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM): massiccio utilizzo di memoria nell uso a singolo nodo 4 slots per dischi: 4-8 TB HD: uso dei dischi locali come mass storage Caratteristica importante: Possibilita di estendere la frontiera dei nostri studi! (stazione di lavoro operante a Pisa da pochi mesi) (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

9 Motivazioni scientifiche calcolo della risposta lineare in nuclei finiti e stelle di neutroni calcolo microscopico dell equazione di stato nella teoria di Brueckner-Hartree-Fock conti di cascade partonico nella fenomenologia del QGP calcoli di struttura nucleare ed adronica sul fronte luce stati legati e del continuo in sistemi nucleari con 4 A 8 calcoli di modello a shell per nuclei con molti nucleoni di valenza studio delle forze a tre corpi in nuclei medio-leggeri Difficolta tecniche Trattazione di grandi matrici: da ( ) fino ( ),... Utilizzo di compilatori commerciali ad alte prestazioni: particolari ottimizzazioni quadrupla precisione Accesso veloce allo storage per input-output (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

10 Motivazioni scientifiche calcolo della risposta lineare in nuclei finiti e stelle di neutroni calcolo microscopico dell equazione di stato nella teoria di Brueckner-Hartree-Fock conti di cascade partonico nella fenomenologia del QGP calcoli di struttura nucleare ed adronica sul fronte luce stati legati e del continuo in sistemi nucleari con 4 A 8 calcoli di modello a shell per nuclei con molti nucleoni di valenza studio delle forze a tre corpi in nuclei medio-leggeri Difficolta tecniche Trattazione di grandi matrici: da ( ) fino ( ),... Utilizzo di compilatori commerciali ad alte prestazioni: particolari ottimizzazioni quadrupla precisione Accesso veloce allo storage per input-output (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

11 ESEMPIO: Base di espansione per un sistema di A nucleoni N s Ψ J π = A n Φn, Φn = n=1 N B nm Φ m, (A = 4 : N 10 7, N s 10 5 ) m=1 L ortonormalizzazione della base simmetrizzata Φ n (calcolo della matrice B) prevede particolari tecniche numeriche (quadrupla precisione). La matrice B va messa sul disco (tipicamente occupa GB). Hnn =< Φ n H Φ n >, H = B HB ( H E)Ψ J π = 0, ( H E)Ψ J π = b Uso di compilatori ad alte prestazioni Input-Ouput intensivo sul disco locale Massiccio uso della memoria La stazione di lavoro ha funzionato perfettamente! (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

12 ESEMPIO: Base di espansione per un sistema di A nucleoni N s Ψ J π = A n Φn, Φn = n=1 N B nm Φ m, (A = 4 : N 10 7, N s 10 5 ) m=1 L ortonormalizzazione della base simmetrizzata Φ n (calcolo della matrice B) prevede particolari tecniche numeriche (quadrupla precisione). La matrice B va messa sul disco (tipicamente occupa GB). Hnn =< Φ n H Φ n >, H = B HB ( H E)Ψ J π = 0, ( H E)Ψ J π = b Uso di compilatori ad alte prestazioni Input-Ouput intensivo sul disco locale Massiccio uso della memoria La stazione di lavoro ha funzionato perfettamente! (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

13 Richiesta alla CSN4 CASO A: implementazione dell oggetto nelle diverse sedi 6 stazioni di lavoro nella configurazione minima: 6-core (oppure 8-core se disponibile) 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM) 2 TB HD (fino a 8 TB) costo stimato e richiesta: 30 keuro (5kEuro a gruppo) Vantaggi/Svantaggi Sostituzione delle macchine obsolete (+) Costi di software e di energia assorbiti localmente (++) Installazione semplificata seguendo le diverse tipologie esistenti nelle sedi (+) uso della stazione di lavoro come mass storage (+++) uso multi-core/single-core della risorsa (+++) (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

14 Richiesta alla CSN4 CASO A: implementazione dell oggetto nelle diverse sedi 6 stazioni di lavoro nella configurazione minima: 6-core (oppure 8-core se disponibile) 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM) 2 TB HD (fino a 8 TB) costo stimato e richiesta: 30 keuro (5kEuro a gruppo) Vantaggi/Svantaggi Sostituzione delle macchine obsolete (+) Costi di software e di energia assorbiti localmente (++) Installazione semplificata seguendo le diverse tipologie esistenti nelle sedi (+) uso della stazione di lavoro come mass storage (+++) uso multi-core/single-core della risorsa (+++) (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

15 Richiesta alla CSN4 CASO B: implementazione degli oggetti in un unica sede 4 stazioni di lavoro nella configurazione minima(20keuro): processore 6-core (oppure 8-core se disponibile) 32 GB RAM (espandibile fino a 64 GB RAM) 2 TB HD (fino a 8 TB) server di gestione e mass storage (4kEuro) costi di software (1kEuro) Enclosure a 16 lame e switch (10kEuro) costo stimato e richiesta: 35 keuro potenziamento del cluster per il 2011: 10 keuro costo di energia per gli anni succesivi: da definire (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9

16 Conclusioni La richiesta si basa sull attuale commercializzazione, a prezzi contenuti, di una macchina multi-processore con possibilita di espansione RAM fino a 64 GB e spazio disco locale fino a 8 TB. Queste caratteristiche erano riservate fino a poco tempo fa, a costo molto piu elevati, a macchine di alta prestazione. L oggetto proposto permette di estendere nostri studi di struttura e dinamica nucleare. Richiesta CASO A: e una richiesta semplificata che permette di assorbire l oggetto in questione nelle strutture gia funzionanti dei gruppi. Costo: 30kEuro Richiesta CASO B: e una richiesta di portata piu grande, che prevede la possibilita di costruire un cluster di 16 oggetti di questo tipo negli anni, con un investimento iniziale consistenti e investimenti successive piu contenuti. Costo: 2010: 35kEuro; 2011: 10kEuro (CSN4) PROPOSTA PER IL CALCOLO 23 Marzo / 9