L'offerta ICT in ENEA Una opportunità per la ricerca e l'industria

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1 ENEA-UTICT Technical Unit for Information Systems and ICT L'offerta ICT in ENEA Una opportunità per la ricerca e l'industria Ing. Silvio Migliori Responsabile Unita Tecnica ICT silvio.migliori@enea.it

2 ENEA-UTICT Technical Unit for Information Systems and ICT Laboratories Infrastructure and Network Services Infrastructure for Scientific Computing Information Technologies Management Implementing new projects and Web Applications Staff N. People Researchers 50 Expert Technicians 25 Support Management 10 2

3 ENEA GRID ENEAGRID integra in un'unica infrastruttura l'insieme delle risorse di calcolo scientifico di ENEA, distribuite nei suoi principali centri di ricerca. Softwares Web access Code FLUENT, OpenFoam ANSYS,ABAQUS, NASTRAN FLUKA,ERANOS MCNP, MCNPX MpCCI USER codes Application field CFD Structures Nuclear Neutronics Fluid-structure interaction Any type and platform Instruments

4 ENEA-GRID Ispra ENEA-GRID Computational & 3D Centers more then 5000 core ( 25 Tflops ) Saluggia S.Teresa 30 BOLOGNA #CPU/Core November 2013 CRESCO4 (TEDAT) 100 TFlops CASACCIA FRASCATI PORTICI >5000 Manfredonia TRISAIA BRINDISI

5 Evoluzione HPC: Top500 ISC2013 CRESCO1&2 2008: 17 Teraflops (128 posizione) CRESCO4 2013: 100 Teraflops (500 posizione) Tutte le presentazioni di ISC2013 sono disponibili agli utenti ENEAGRID al link:

6 ENEA-GRID: Development Born in 1998 with 6 Italian geographic clusters Main aim Give to ENEA researchers a unified environment to use in an easy way heterogeneous computers and applications software Build an homogeneous ICT infrastructure but with a distributed and delegated control Integrate the ENEA-GRID with National and International GRIDS Application User Collective ENEA-GRID Software catalogs Computers Resource Sensor nets Connectivity Fabric Colleagues & 3D Data archives

7 The concept of ENEA GRID infrastructure By-Mark Ellisman DATA ACQUISITION DATA ANALYSIS ADV.-COMP.-GRAPHICS NETWORK Cell Centered Data Base CCDB IMAGING-INSTRUMENTS COMP.-RESOURCES MULTI-SCALE-DATA-BASES

8 ENEA-GRID Potentiality: ENEA-GRID concept Running all Software Model for any kind of computer architecture Only one installation for each software for all geographical computers All authorized users can have access the software from local site Any application can share the data in the common geographical file system All sensors can share the data easily using the geographical file systems Computers Computers Computers Rules Computers Software Model 1 Software Model 2 Software Model 3 Sensor nets Sensor nets Software Model.. Software catalogs Trisaia Brindisi Portici ( Roma-1 Roma-2 Bologna EU

9 Logical access (AFS) MySQL structure ENEA-GRID feature under develops for high resolution of microscope images (TEDAT Project) Microscope High definition images SITE 1 Site 2 CRESCO NX servers with graphic board New ENEA-GRD Java/web technology Low internet bandwidth for high resolution images 3D scenes Site

10 CRESCO HPC hall

11 Spedup Some CRESCO HPC speed-up Commercial code Fluent Open Source OpenFoam CPMD Processors procs Combustion

12 ENEA GRID and experimental facilities DNA Sequence system ( ABI Prism 3700) Trisaia DB_2 Controlled Nuclear Fusion: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition ENEA GRID DB_1 CPUS DB_3 WEB ICA SSH Electron Microscope (Brindisi) 300 KeV (sept. 2004)

13 HPC: Application areas Ingegneria Nucleare Ambiente e Clima Combustione Scienze dei materiali Fluidodinamica Bioinformatica Infrastrutture critiche Beni culturali Efficienza Energetica La modellistica avanzata è uno strumento indispensabile alla progettazione di soluzioni innovative ad alta efficienza energetica

14 Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Cobustibili Visualizzazione 3D di una fiamma di metano Visualizzazione 3D del campo ti temperatura in un combustore

15 Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Onde acustiche Vorticity Vorticity 10 Pa, 20 khz Axial Velocity Utilizzo di onde acustiche nelle applicazioni di processi di stabilizzazione e controllo di fiamme. A sinistra tipica fiamma iniziale con Bluff. A destra introduzione di onde acustiche. Axial Velocity

16 Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Dinamica Molecolare organica-inorganica Photovoltaic applications: organic solar cells Polymer solar cells are considered to be a potential candidate to solve the problem of the growing need of renewable, cost-effective energy sources. The maximum open circuit voltage for polymer solar cells is related to the difference between the HOMO of the electron donor and the LUMO of the electron acceptor. We implemented a theoretical approach to design fullerene derivatives to be used as electron acceptor in polymer solar cells. We calculated the LUMO levels of fullerene derivatives successfully used as electron acceptors and we correlated the obtained values with the Voc of the corresponding device.

17 Materials: PdH and LAMMPS Cores Cell Atoms (x10 6 ) Lx (μm) Mem.* (MB) Time** (s) Restart (GB) FCC x500x x600x x800x x1000x * Max. mem. for core 2667 MB; **Time for 100 MD steps Biggest systems vs. number of cores Scalability for the 500x500x500 cells system

18 Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Ambiente e Clima Dominio computazionale del modello climatico Protheus Visualizzazione 3D di dati del mediterraneo

19 Fluidodinamica su Cresco HPC System: Efficienza Energetica nell Edilizia Benchmark 3D room Energy efficiency in building

20 Visualization of 3D laser scanner data from an archaeological site Laser scanning Juvanum by HDS Scansioni punti Valori di XYZ riflettenza e colore Acquisizione di coord.gps VISUALIZATION OF A SET OF MILLIONS OF POINTS OSG viewer: Currently there are commercial software capable to display a large amount of data in near realtime, but we were oriented to an open source solution using our ENEA-GRID, the OpenSceneGraph libraries and the powerful viewer. Distances evaluation: Integrating the ANN library in the OSG viewer code, it was possible to impolement a tool for evaluating distances between points in the 3D scene.

21 FARO - Fast Access to Remote Objects FARO Graphics terminal Frontend all O.S. Accesso WEB a dati,applicazioni, macchine virtuali realizzato con una integrazione di NX e applicazioni java

22 ENEA-GRID & CRESCO ACCESS FARO for Industry (Virtual LAB) FARO for Virtual LAB (Gateway) Graphics terminal Frontend all O.S. SOFTWARE

23 Cloud Computing: OpenNebula Pool of technologies and instruments able to export services in the net Typical Services: Storage/Archiving Data elaboration Remote Software Virtualization Advantages for users: Ubiquitous data and resources access Device independance User-friendly interface and simple usage Saving of HW and SW cost and maintenance operations 23

24 OpenNebula e ENEA-GRID Accessibilità integrata in FARO Accesso integrato con il portale FARO Lista delle VM disponibili

25 Smart Buildings Network MANAGMENT OPTIMIZATION NETWORK SUPERVISORS Smart Agent REMOTE MONITORING Cost/Energy Optimization OpenNebula Diagnostics intelligence Active Demand Management ENEA-GRID

26 Piattaforma ICT di integrazione Smart Village Interfaccia smart village Data fusion e sistemi decisionali Database integrato da e verso il campo I/O applicazioni verticali da e verso il campo in campo

27 Piattaforma e-learnig e lavoro collaborativo UTICT mette a dispone di un sistema e-learning progettato per supportare la formazione online attraverso la creazione di singoli corsi o di interi e complessi percorsi formativi. Moodlemoot 2013

28 La nostra piattaforma Moodle

29 Software authoring per e-learning Sistema di videoconferenze Realizzazione siti web

30 Software authoring per e-learning Webseminar di presentazione del Regolamento REACH (in collaborazione con il MISE). Software utilizzato: Flypaper Il corso riproduce fedelmente quello che avviene nella classica aula frontale in cui un docente parlando alla platea proietta slides. Moodlemoot 2013

31 Il sistema di videoconferenze Adobe Connect Esempio corso in videoconferenza L'url per accedere al sistema di ENEA è Video relatore Partecipanti al corso Slide proiettata Chat Moodlemoot 2013

32 Il CMS Plone Alcuni siti realizzati da UTICT ENEA.IT E il portale istituzionale dell Agenzia. UTICT.ENEA.IT E il sito dell Unità Tecnica ICT Contengono tutte le informazioni sui servizi offerti dai diversi laboratori, progetti, pubblicazioni, rapporti tecnici oltre alle classiche sezioni news, eventi, video, ecc. Alcuni siti realizzati per Progetti/UT

33 Quadro progetti in corso Progetto Bando Argomento PON 1 Tecnologie per applicazioni avanzate nei Beni Culturali LAMRECOR PON 1 Logistica avanzata e infomobilità relativamente alle attività di recapito di merci e di corrispondenza SIMONA VIS4 FACTORY POR Campan ia PON 2 Monitoraggio, protezione e controllo delle infrastrutture idriche, fognarie ed ambientali Sistemi Informativi Visuali per i processi di fabbrica nel settore dei trasporti RES NOVAE PON 4 (SmartC) AQUA SYSTEM PON 4 (SmartC) Sistema di gestione avanzata dei flussi energetici a livello municipale Gestione integrata del ciclo delle acque finalizzata all uso sostenibile delle risorse, all ottimizzazione energetica ed al controllo e monitoraggio della qualità TEDAT PON 3 Centro di Eccellenza per le Tecnologie e la Diagnostica Avanzata nel settore dei Trasporti DC4Cities FP7 Efficienza energetica dei datacentre

34 Quadro economico dei progetti Valore economico aggregato Entrata complessiva per ENEA Risorse impiegate per investimenti in attrezzatture HW, SW e relative infrastrutture 7,1 MEuro 6,2 MEuro ~ 3,5 MEuro Tempi

35 Partnership

36 Tematiche tecnologiche e applicative Infrastrutture e servizi computazionali Soluzioni Grid e Cloud Sistemi di storage e repository di dati Soluzioni software e sviluppo applicazioni Informazione e training Energia ed efficienza energetica Logistica e trasporti Beni culturali Sistemi industriali di produzione Ambiente e gestione della risorsa idrica Education Agroindustria

37 Criticità PON Insufficiente personale nelle sedi della Convergenza Non riconoscimento del lavoro di personale delle altre sedi Procedure di rendicontazione molto onerose Complicazioni legate all aggregazione in «metaprogetti» (PON4) Scarso coordinamento / collaborazione fra i partner dei progetti Disponibilità dei margini

38 Thanks for your attention Ing. Silvio Migliori ENEA UTICT