GARR-T, TeRABIT e ICSC. Tre progetti per una rete nazionale unitaria
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GARR-T, TeRABIT e ICSC. Tre progetti per una rete nazionale unitaria

| Maddalena Vario, Federica Tanlongo | caffè scientifico
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Utenti di HPC supportati al top grazie a GARR-T e alla sua connettività su scala Terabit

foto di Claudia Battista

Claudia Battista, direttrice GARR

"Far parte di questa iniziativa ci riempie di orgoglio. È una sfida per tutto il comparto della ricerca italiana, che dimostra ancora una volta una grande unità di intenti. Nei prossimi anni la crescita nella produzione di dati scientifici sarà esponenziale e avremo bisogno di infrastrutture digitali ad altissime prestazioni in grado di crescere e restare al passo con le esigenze dei ricercatori. La rete GARR-T, che sarà potenziata con il Centro Nazionale, è progettata proprio per questo: per essere veloce, flessibile e capillare per permettere di fare ricerca indipendentemente dalla posizione geografica"

ICSC è organizzato in una struttura a raggiera con un hub centrale e diversi spoke (raggi), per coprire le varie aree tematiche. GARR è tra i partner dell’iniziativa ed è coinvolto nello spoke “Infrastruttura cloud di supercalcolo”, che ha il compito di gestire e coordinare l’infrastruttura dei sistemi HPC e Big Data a livello nazionale ed è trasversale a tutte le altre aree tematiche.

Lo spoke si occuperà dell’evoluzione dei centri di calcolo, con attenzione particolare ad alcune tematiche chiave, come l’efficienza energetica, l’incremento delle risorse HPC e Big Data, l’integrazione e la gestione di middleware open source, la cybersicurezza e l’organizzazione del supporto agli utenti.

L’attività GARR sarà focalizzata sul potenziamento della rete ad altissima capacità GARR-T, che fornirà connettività dedicata per la ricerca e l’istruzione a multipli del Terabit per secondo, garantendo l’interconnessione a bassa latenza dei centri di calcolo tra loro e la loro accessibilità da parte di utenti e applicazioni. Non basta infatti concentrarsi sull’interconnessione ad alta capacità dei centri HPC, anche gli utenti finali devono poter disporre di connessioni ad alta capacità per poter utilizzare al meglio l’infrastruttura di calcolo. Non è un caso che, secondo i dati CINECA, la maggior parte degli utenti HPC provenga da alcune grandi città italiane soprattutto del Nord e Centro Italia, in particolare nell’area di Milano, seguita da Roma, Trieste, Bologna e Torino: questo è legato soprattutto alla facilità di accesso alle infrastrutture HPC, ancora molto disomogeneo a livello nazionale.

L’obiettivo è realizzare una rete più performante e capillare ed integrare servizi HPC tradizionali con bolle HPC distribuite, ispirate al paradigma edge

La realizzazione di una rete più performante e capillare da un lato e l’integrazione di servizi HPC tradizionali e “bolle HPC” distribuite, ispirate al paradigma edge, permetterà una fruizione più uniforme sul territorio e quindi un allargamento della base di utenza. Questo concetto è al centro del progetto TeRABIT, che integra le tre infrastrutture PRACE, HPC-BD-AI e GARR-T ed è complementare a ICSC. L’integrazione di HPC tradizionale e distribuito e la maggiore capacità della rete non solo amplieranno le possibilità degli utenti e permetteranno di offrire supporto anche a progetti e comunità scientifiche fino ad oggi esclusi dall’uso dell’HPC ma consentiranno un uso più razionale delle risorse.

Sarà infatti possibile archiviare i dataset in locale garantendo un accesso più rapido al dato. Il carico di lavoro di computazione potrà essere bilanciato grazie alla possibilità di eseguire una pre-elaborazione in prossimità dei siti dove sono stati prodotti i dati e trasferirli invece verso siti HPC più potenti allo scopo di eseguire operazioni più complesse.

Il progetto TeRABIT è complementare a ICSC e permetterà di completare l’infrastruttura in fibra ottica raggiungendo anche la Sardegna

logo ICSC

Dal punto di vista della rete, TeRABIT estende ulteriormente l’infrastruttura di GARR-T già operativa e le sue integrazioni previste in ICSC, in particolare verso l’Italia insulare, completando finalmente l’infrastruttura in fibra ottica di ultima generazione con l’inclusione della Sardegna, regione che ospita tra l’altro alcune infrastrutture di ricerca strategiche coinvolte in altri interventi PNRR. Queste successive estensioni andranno a realizzare in modo trasparente un’unica infrastruttura nazionale di rete, pensata non solo per essere più performante e capillare ma anche per offrire servizi innovativi, in particolare nel dominio ottico.

Con GARR-T e l’uso dell’automazione, sarà possibile supportare la riproducibilità dei flussi di lavoro e la riusabilità di codice e dati

La maggiore novità nella evoluzione verso GARR-T è rappresentata dall’estensione della service composability a livello di rete, così da permettere agli utenti di creare reti overlay dedicate alle loro risorse (di produzione, archiviazione di dati e di calcolo). Grazie anche all’utilizzo dell’automazione, questo approccio supporterà la riproducibilità dei flussi di lavoro e la riusabilità complessiva di codice e dati, contribuendo quindi a un approccio FAIR ai prodotti della ricerca.

Big Data Technopole

Il quartier generale del Centro nazionale sarà collocato presso il Tecnopolo di Bologna, insieme al supercomputer Leonardo e al centro di calcolo principale di INFN che verrà trasferito lì.

Per soddisfare pienamente i requisiti di rete delle infrastrutture di ricerca multidisciplinari e degli utenti HPC, GARR-T offrirà connettività su scala Terabit a data centre e infrastrutture e laboratori di ricerca nazionali e realizzerà un’architettura parzialmente disaggregata basata sull’utilizzo di fibre spente illuminate da un Open Line System (OLS). Oltre a molti vantaggi tecnici e all’abilitazione di nuovi servizi sullo strato ottico e pacchetto, il modello disaggregato apre la strada alla sostenibilità a lungo termine dell’infrastruttura, riducendo al minimo i rischi di vendor lock-in per le apparecchiature di rete e garantendone l’utilizzo per l’intero ciclo di vita.

Supercomputing Cloud Infrastructure

Grazie al nuovo acceleratore quantistico saranno possibili per la prima volta in Italia simulazioni di carattere ibrido HPC-Quantum Computing e si potranno promuovere algoritmi che possano realizzare un vero proprio vantaggio quantistico rispetto a quelli tradizionali.

foto di Antonio Zoccoli, presidente INFN

"Con ICSC vogliamo creare una nuova infrastruttura nazionale di supercalcolo, che sia dotata di diversi pilastri: da una parte c’è il super computer Leonardo HPC per il calcolo parallelo, dall’altra c’è tutta l’infrastruttura di calcolo di INFN High-throughput computing e big data ed infine c’è il terzo pilastro che è la rete, dato che tutte queste infrastrutture necessitano di essere connesse ad altissima velocità.
Per questo motivo avere una rete, quale quella GARR, che tra due o tre anni raggiunga la velocità di multipli del Terabit per secondo porrà l’Italia alla frontiera in questo campo, facendola diventare un punto di riferimento a livello europeo e a livello mondiale.
Con una rete così veloce potremo creare un data lake nazionale in cui tutti gli attori avranno la possibilità di accedere alle risorse di calcolo, sia che vengano dalle università e dagli enti della ricerca, sia che siano privati, in modo da cominciare a creare un ponte tra ricerca pubblica e ricerca privata.
Inoltre, la possibilità di avere un data lake con accesso cloud a risorse virtuali permetterà di fare un salto di qualità sia alla ricerca che al sistema produttivo italiano nei prossimi anni. GARR è sicuramente attrezzato per tutte queste sfide e potrà dunque giocare un ruolo fondamentale."

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GARR NEWS N° 27 - Inverno 2022

ICSC - il Centro Nazionale HPC, Big Data e Quantum Computing

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