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

A partire dal 2000, l'OAPA si è dotato di una facility di calcolo ad alte prestazioni, denominata Sistema di Calcolo per l'Astrofisica Numerica (SCAN), tra le più avanzate tra i sistemi esistenti nel meridione. Il finanziamento iniziale 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. Nel corso degli anni la facility è stata costantemente aggiornata grazie a finanziamenti dell'Unione Europea, della Regione Sicialia, e dell'Università di Palermo.

Il primo sistema di cui si è dotata la facility SCAN è stato un cluster HPC160 composto da 4 server COMPAQ ES40 (ora dismesso), ciascuno dotato di 4 processori Alfa 21264 a 667 MHz (EV67), per un totale di 16 processori. Grazie ad un finanziamento della Regione Siciliana, dagli inizi del 2005 la facility SCAN è 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 velocità. Il cluster è dotato di una memoria totale di 48 GByte. Il supercalcolatore è collegato ad un UPS della powerware serie: 9150 8.0-12.5 kVA. Nel corso del 2009, la facility ha ulteriormente potenziato la sua capacità di calcolo, dotandosi di un cluster Linux costituito da un nodo master e da sei nodi di calcolo dotati ciascuno di due processori 4-core per un totale di 48 CPU e 96 GB di memoria RAM (DDR2 667 MHz) alloggiati in tre server in configurazione Twin Server. L'architettura a 64 bit è basata sia su processori Intel (Xeon Harpertown E5420 a 2.5 GHz) che AMD (Opteron Barcelona 2354 a 2.2 GHz). I collegamenti a bassa latenza sono garantiti dalle schede Infiniband (Host Channel Adapter - HCA) montate su ciascun nodo e da uno switch InfiniBand (Mellanox Infiniscale III DDR).

Alle macchine dedicate alla produzione scientifica si affianca un piccolo cluster linux usato per test e sviluppo di codici numerici e per post-processing dei risultati delle simulazioni numeriche, acquisito nell'ambito del programma di borse di studio Marie Curie denominato PHOENIX finanziato dalla U.E. (2006-2010). 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, viene 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).

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

Attualmente SCAN è utilizzato intensivamente per quattro differenti programmi: il primo riguarda simulazioni idrodinamiche ed MHD multi-dimensionali finalizzate allo studio dei fenomeni di accrescimento e brillamenti in oggetti stellari giovani (si vedano le Sez.  e ); il secondo programma riguarda simulazioni idrodinamiche bidimensionali finalizzate allo studio dei meccanismi di emissione X da parte di getti protostellari (si veda la Sez. ); il terzo programma riguarda simulazioni tridimensionali di outburst di nova e della loro interazione con il mezzo circumstellare disomogeneo (si veda la Sez. ); il quarto programma, infine, riguarda simulazioni idrodinamiche ed MHD bi- e tri-dimensionali finalizzate allo studio della dinamica e della emissione non-termica dei resti di supernova (si veda la Sez. ). 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 e sull'infrastruttura GRID del Consorzio COMETA (vedi Sez. ).

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. ).