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Il Sistema di Calcolo per l'Astrofisica Numerica (SCAN)

L'OAPA ha acquisito ed installato nel corso dell'anno 2000 un sistema di calcolo ad alte prestazioni, denominato Sistema di Calcolo per l'Astrofisica Numerica (SCAN), tra i più avanzati tra i sistemi esistenti nel meridione. Il finanziamento origina da un progetto di formazione e ricerca dal titolo "Alta formazione nel campo del calcolo ad alte prestazioni e problematiche astrofisiche attuali" finanziato dalla Unione Europea.

Il primo sistema di cui si è dotata la facility SCAN è stato un cluster HPC160 composto da 4 server COMPAQ ES40, ciascuno dotato di 4 processori Alfa 21264 a 667 MHz (EV67), per un totale di 16 processori. I server ES40 sono collegati tra loro attraverso un dispositivo di comunicazione ad alta velocità detto Memory Channel II. Nel corso dell'anno 2000 il sistema è stato messo a punto e sono stati eseguiti test che hanno confermato le prestazioni attese in base alle prove effettuate.

Grazie ad un finanziamento della Regione Siciliana, dagli inizi del 2005 la facility SCAN e` stata aggiornata con un cluster linux EXADRON composto da 12 nodi on-cluster IB, ciascuno dotato di 2 processori Opteron 250 AMD (2.2 GHz), per un totale di 24 processori. I nodi sono connessi tra loro da una rete Infiniband ad alta velocita`. Il cluster e` dotato di una memoria totale di 48 GByte. Il supercalcolatore e` collegato ad un UPS della powerware serie: 9150 8.0-12.5 kVA. Alle macchine dedicate alla produzione scientifica si affianca un piccolo cluster linux usato per test e sviluppo di codici numerici. Tale cluster è composto da 3 nodi on-cluster, ciascuno dotato di 4 processori AMD Opteron (2.2 GHz), per un totale di 12 processori. In questo caso, i nodi sono connessi tra loro da una rete di comunicazione a bassa velocità.

Presso la facility SCAN, nel corso del 2001, è stata svolta attività di alta formazione. In particolare, hanno svolto attività di gestione e ricerca, con sviluppo di competenze specializzate in materia di calcolo ad alte prestazioni e di sistemi Unix, un borsista diplomato e un laureato con assegno di ricerca, reclutati attraverso concorso. Nel corso del 2001 si è poi tenuta presso SCAN una scuola di "High Performance Computing", in collaborazione con la COMPAQ/MAKERS, e con la partecipazione di una decina di studenti. La facility viene regolarmente utilizzata da studenti dei corsi di laurea in Fisica ed in Informatica per svolgere attività di tirocinio nell'ambito del calcolo parallelo e dell'High Performance Computing (HPC).

Tra il 2000 e il 2001, la facility SCAN è stata usata per eseguire un programma sistematico di simulazioni idrodinamiche bidimensionali di brillamenti in atmosfere non confinate (si veda la sezione Modelli di brillamenti stellari), di cui alcune, preliminari, erano già state effettuate sul CRAY T3E del CINECA. Il codice FORTRAN utilizzato è stato adattato per esecuzione parallela su un sistema multiprocessore in base alla libreria standard HPF (High Performance Fortran).

A partire dal 2001, SCAN è divenuto test and development site per il codice FLASH, sviluppato dal gruppo FLASH diretto dal Prof. R. Rosner presso l'università di Chicago nell'ambito del progetto Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) promosso dal governo USA.

Attualmente SCAN è utilizzato intensivamente per tre differenti programmi: il primo riguarda simulazioni idrodinamiche bi- e tri-dimensionali finalizzate allo studio della dinamica dell'interazione tra uno shock di supernova ed una nube di mezzo interstellare (si veda la sezione Modellistica di resti di supernova); il secondo programma riguarda simulazioni idrodinamiche bidimensionali finalizzate allo studio dei meccanismi di emissione X da parte di getti protostellari (si veda la sezione Meccanismi di emissione X di getti protostellari); il terzo programma riguarda lo studio della propagazione di una espulsione di massa coronale (coronal mass ejections - CME) nell'atmosfera del Sole. Alle simulazioni di questi progetti, si sono aggiunte delle simulazioni idrodinamiche e magnetoidrodinamiche bi- e tri-dimensionali che sono state effettuate sulle macchine del CINECA nell'ambito del programma di progetti strategici per l'astrofisica finanziati dall'INAF.

Come naturale crescita di questa attività il gruppo dell'INAF-OAPA si è attivato per presentare una proposta ad un bando MIUR/PON relativo al calcolo massivo, che prevede la costituzione di un polo di calcolo a Palermo. Questa attività ha permesso alle strutture di ricerca dell'INAF a Palermo, congiuntamente all'Università degli Studi di Palermo, di partecipare al consorzio siciliano ``COMETA'' (vedi Sez. 13).



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Flavio Morale 2007-08-14