Computer, energia e inquinamento Giovanni Organtini Dip. di Fisica Sapienza Università di Roma INFN-Sez. di Roma 1
Introduzione Perché sono qui? Il progetto LHC al CERN La questione ambientale Le soluzioni (in essere e in prospettiva) L IT come strumento di sostenibilità 2 Computer, energia e inquinamento
Perché sono qui? Collaborazioni con OT e AICA Diffusione del software libero Diffusione delle tecniche di progettazione dei sistemi per le Scuole Responsabilità nella realizzazione di (grandi) sistemi di calcolo distribuiti Sistemi per il Workflow Management Certificazione di qualità e tracciabilità Calcolo scientifico (GRID) Mass storage (GRID) 3 Computer, energia e inquinamento
Il progetto LHC E = 14 TeV L = 27 km B = 8.33 T n p = 10 11 n b = 2800 Dt = 25 ns 4 Computer, energia e inquinamento
Il rivelatore CMS L = 21.5 m D = 15 m B = 4 T W = 12500 t 5 Computer, energia e inquinamento
Il calcolo a LHC Un evento simulato a LHC La porzione di questo evento che ci interessa 10 8 canali di elettronica 8*10 8 collisioni/s 100 Hz di trigger 10 7 eventi/d 2*10 9 eventi/anno 10 PB di dati/anno 0.002 Higgs/s R = 1/10 13 Come cercare una persona in 1000 volte la popolazione mondiale 6 Computer, energia e inquinamento
Problema n. 1: i dati 1 anno di LHC: 20 km Quota supersonici: 15 km Monte Bianco: 4.8 km 7 Computer, energia e inquinamento
Problema n. 2: le CPU 8 Computer, energia e inquinamento
La Grid Power Stations Distribution Infrastructure 'Standard Interface' 9 Computer, energia e inquinamento
La Grid Computing and Data Centres Fibre Optics of the Internet 10 Computer, energia e inquinamento
Computing distribuito 11 Computer, energia e inquinamento
La Grid europea 12 Computer, energia e inquinamento
Il Centro di calcolo di Roma 14 rack raffreddati ad acqua 2 UPS da 120 kva Sistemi di monitoring remoto ATLAS/CMS/Virgo O(100 CPU) per data analysis, simulazione, calibrazione O(100 TB) storage dedicato 13 Computer, energia e inquinamento
Le questioni ambientali Green architectures Progettazione sostenibile Macchine Multicore Dual Pentium III: 1 A Dual QuadCore Intel: 1.15 A Auto-ibernazione nei tempi morti Idle/FullLoad 0.8 Cogenerazione Fotovoltaico (62 MWh/anno) 14 Computer, energia e inquinamento
Le questioni ambientali Potenza dissipata: 8.5 kw/rack 75 MWh/anno Refrigerazione ad acqua più conveniente Mezzo C (K kg -1 C -1 ) k (W m -1 C -1 ) Aria 1000 0.025 Acqua 4186 0.6 15 Computer, energia e inquinamento
Il monitoring 16 Computer, energia e inquinamento
I problemi aperti Rapida obsolescenza Grande contributo a e-waste Potenziale soluzione Sistemi inadeguati per LHC, ma più che sufficienti per la maggior parte delle applicazioni Riuso e sistemi aperti Legislazione Donazione vs vendita System management 17 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (I) Grid/reti come strumento di sostenibilità Riduzione risorse in loco Uso CPU locali: 10-20 % Uso dischi locali (effettivo): 40-50 % Riduzione di > (2)*1/10 della potenza elettrica Multicore vs dual core/densità Stato dell arte Tecnologie non ancora mature Sensibilità individuale non adeguata Legislazione inadeguata Prime applicazioni quasi grid like 18 Computer, energia e inquinamento
La grid di Google P r i v a c y 19 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (II) IT e reti come strumento di sostenibilità Riduzione di emissioni e consumi Minori spostamenti Minori emissioni Minori consumi Minori spese Maggiore produttività/ora Minore traffico Miglior qualità della vita 20 Computer, energia e inquinamento
Esempio: Roma Spostamenti (Fonte Comune di Roma) 1075000 occupati 76 % nei servizi: 817000 409000 56 % si muove in auto (602000) 229000 persone potrebbero non muoversi Emissioni di CO (Fonte APAT) CO totali: 144963 t/anno Emissioni evitabili 144963/602000*229000=55143 (40 %) Carburante risparmiato: 500000-1000000 l (15 km-30 km)*229000*0.14 l/km 21 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (III) Lo SPU (il contrario di un UPS) 1 PC ~ 1 A ~ 200 W x 8 h ~ 1.6 kwh Pannelli fotovoltaici: 0.5 kwh d -1 m -2 ~ PC caricabatterie batterie inverter 22 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (III) Lo SPU (il contrario di un UPS) 1 PC ~ 1 A ~ 200 W x 8 h ~ 1.6 kwh Pannelli fotovoltaici: 0.5 kwh d -1 m -2 ~ PC caricabatterie batterie inverter 23 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (III) Lo SPU (il contrario di un UPS) 1 PC ~ 1 A ~ 200 W x 8 h ~ 1.6 kwh Pannelli fotovoltaici: 0.5 kwh d -1 m -2 ~ PC caricabatterie batterie inverter 24 Computer, energia e inquinamento
Prospettive (III) Lo SPU (il contrario di un UPS) 1 PC ~ 1 A ~ 200 W x 8 h ~ 1.6 kwh Pannelli fotovoltaici: 0.5 kwh d -1 m -2 ~ PC caricabatterie batterie inverter 25 Computer, energia e inquinamento
Conclusioni IT, Grid computing e reti non come sorgente di spazzatura, ma come strumento di sostenibilità Green Grid by Rod MacLeod 26 Computer, energia e inquinamento