Il supercomputer più grande del mondo

Non sapevo che il telescopio Hubble potesse vedere nel passato solo fino a 12 miliardi di anni fa.

A essere onesto, non avevo mai pensato al telescopio come a un mezzo per scrutare il passato, almeno fino a quando il Dr. Michael Norman, ricercatore dell'UCSD, non mi ha trasmesso qualche rudimento di astronomia, spiegandomi che il telescopio Hubble esamina i corpi celesti la cui luce ci sta raggiungendo solo adesso. Ma il telescopio Hubble può vedere "solo" fino a 12 milioni di anni fa e il Dr. Norman voleva di più (per la cronaca, quando ho chiesto allo stesso professore che lavoro facesse mi ha risposto con la massima naturalezza "Simulo l'universo"...).

La domanda che più premeva al ricercatore era: "Cosa è successo nei precedenti 1,7 miliardi di anni?" L'età dell'universo si aggira intorno ai 13,7 miliardi di anni e, dati i limiti di Hubble, Norman ha iniziato a utilizzare il supercomputer più grande del mondo, la piattaforma Ranger della University of Texas presso il TACC (Texas Advanced Computer Center) di Austin, per simulare i 1,7 miliardi di anni precedenti. Più tardi, il ricercatore ha confessato che il suo interesse principale verte solo sui precedenti 1,5 miliardi di anni, poiché i primi 200-300 milioni di anni furono caratterizzati da nebbie di idrogeno che non si erano ancora raggruppate per dare origine alle future stelle.

Mi è stato chiesto di fare una presentazione in occasione del lancio di Ranger e questo è solo un esempio della marea di studi e ricerche scientifiche che saranno eseguiti sulla più grande piattaforma informatica aperta del mondo. Sì, aperta. Fondata dalla National Science Foundation, la struttura ha lo scopo di offrire capacità e servizi di supercomputing su vasta scala per ricercatori o scienziati negli Stati Uniti (potete inviare qui le vostre proposte). Ranger è completamente basato su tecnologia Sun: ecco qualche dato statistico.

• Spazio occupato dal data center pari a 560 metri quadrati per un consumo inferiore a 3 megawatt
• Oltre 4000 blade Sun/Opteron Quad Core, 120+ Tb di DRAM, CentOS
• Capacità di elaborazione pari a oltre 500 teraflop
• Gestione delle code e del lavoro con Sun Grid Engine
• Interconnesso da due switch Magnum non-blocking da 100 terabit (le corna sono opzionali)
• Gestione dei dati con il file system Lustre su Thumpers
• Oltre 2 petabyte di storage
• Gestito dal sistema di Data Management gerarchico dei prodotti SAM-FS, archiviato su piattaforme a nastro Sun
• Gestione e monitoraggio complessivi dei sistemi tramite xVM OpsCenter (la più grande installazione del mondo)

La costruzione della struttura ha richiesto un apporto enorme a livello di progettazione e tecnologie che oggi Sun è in grado di replicare in tutto il mondo per installazioni più piccole (o più grandi), sia pubbliche sia commerciali. Nel mondo non sono solo gli Enti Governativi o le strutture dedicate alla ricerca a rivolgersi all'High Performance Computing per scopi aziendali, ma anche i settori che esulano dall'ambiente scientifico. Questo sistema consuma una minima parte del budget di alimentazione che avrebbe richiesto fino a qualche anno fa, aspetto che lo rende uno dei sistemi informatici più ecologici al mondo.

Per farvi un'idea dell'importanza di Ranger, controllate questo grafico (fate clic per la versione live).

La capacità di elaborazione di Ranger supera quella di tutte le strutture di supercomputing della National Science Foundation messe assieme. In Texas hanno un'idea precisa di cosa significa "grande". E si vede.

Come ha sottolineato il direttore della Cyberinfrastructure di NSF nel suo discorso, la simulazione computazionale è ormai considerata un campo legittimo della ricerca scientifica. Dalla scoperta di medicinali allo studio dei climi, dalle dinamiche dei fluidi alla simulazione dell'universo, dall'epidemiologia alla scienza dei materiali, una struttura di queste dimensioni rivoluzionerà la scienza, e non solo negli Stati Uniti. A oggi, ci sono già oltre 500 progetti di ricerca che si avvalgono di Ranger. La rivoluzione è già in atto. E poiché il sistema è parte di NSF Teragrid, i risultati di questi studi verranno diffusi in tutto il mondo. Un sistema aperto significa esattamente questo. Jay Boisseau, direttore di TACC, mi ha comunicato che sono sul punto di ricevere più applicazioni per Ranger di quante sono le ore disponibili (circa 500 milioni di ore cpu all'anno o 125 milioni per trimestre). Per persone come Jay e il Dr.Norman, disporre di più capacità significa intensificare la sete di conoscenza, a differenza della maggioranza delle aziende informatiche in cui il surplus viene spesso consolidato e trasferito (come dimostra la teoria del redshift di Greg).

Da dove nasce Ranger? Si tratta del risultato dell'impegno verso la scienza di base dimostrato dalla National Science Foundation, da un gruppo di appassionati dell'Università del Texas guidati da un eccellente leader tecnico (Jay), da un eccezionale team del TACC e dalle persone Sun e AMD che si sono fatte in quattro per realizzare la struttura in tempi record, creando il più grande computer open source del mondo - quattro volte più grande del secondo in classifica.

Ranger trasformerà radicalmente il mondo accademico, l'Industria e, in definitiva, la Società. Perché lo credo?

Come ho sottolineato nel mio discorso, c'è stato un momento in cui l'impianto elettrico delle Cascate del Niagara negli Stati Uniti soddisfava il 30% del bisogno di elettricità del Paese. La scienza di base e l'ingegneria che hanno permesso la realizzazione di quellt'opera equivalgono a quelle che sono state necessarie oggi per costruire Ranger. Si è trattato di pura ricerca.

L'elettricità ha trasformato la nostra società? Senza dubbio. Capire cosa è accaduto nei primi 1,7 miliardi di anni di vita dell'universo trasformerà le nostre vite? Ancora non lo sappiamo. Il Dr. Norman sta cercando di capirlo. I ricercatori di Sun, AMD e della University of Texas potranno aiutarlo a dare una risposta. Con una piattaforma che Sun renderà disponibile per il mercato (volevo aggiungere "aprendo le nuvole del cloud computing", ma io stesso sono trasalito nel leggerlo).

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Per chi fosse interessato, questo è un eccellente sommario dell'approccio del Dr. Norman all'astrofisica computazionale; va sottolineato il fatto che questi studi, come tutto il lavoro svolto sull'High Performance Computing in tutto il mondo...

...sono realizzati su software open source gratuito.

Posted on 04:15PM mar 14, 2008 |

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