E4 Computer Engineering - IIT: il Supercomputer Franklin

E4 Computer Engineering, azienda italiana leader nel settore delle soluzioni hardware e software ad altissimo contenuto tecnologico per l’Intelligenza Artificiale, l’High-Performance Computing (HPC), il Quantum Computing (QC), il Cloud Computing e la Data Analytics, ha progettato e realizzato, insieme all’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), il recente potenziamento del cluster Franklin, supercomputer dell’IIT che svolge un ruolo fondamentale a sostegno degli studi e dei ricercatori dell’Istituto.
Fondato nel 2003, con 14 centri di ricerca, più di 1300 brevetti all’attivo e 35 startup generate, l’IIT si è significativamente evoluto nel corso degli anni, vedendo parallelamente crescere le proprie esigenze in termini di infrastrutture digitali e capacità di calcolo.
Per questo, nel 2020, E4 Computer Engineering aveva realizzato, a partire dalla progettazione del datacenter per l’Istituto il supercomputer Franklin, dotato di capacità computazionale di 1 PFlops e gestito utilizzando i paradigmi classici dell’HPC dalla gestione dell’infrastruttura (ogni nodo destinato sostanzialmente ad una missione) alla user experience dei ricercatori basata su interfaccia testuale e sottomissione di job in batch.
Tuttavia le necessità attuali dell’HPC moderno e della ricerca data driven rendono il solo accesso in modalità batch troppo limitato mentre l’estrema complessità e diversità degli strumenti usati in diverse linee di ricerca non permettono di avere una gestione dei nodi di calcolo troppo statica.
Per questo l’attuale upgrade realizzato da E4 è incentrato su due aspetti: da un lato il potenziamento dell’infrastruttura secondo criteri di sostenibilità (accrescendo del 50% la potenza computazionale di Franklin a fronte di un aumento del 10% dell’hardware) dall’altro l’adozione di nuovi approcci per la gestione dell’infrastruttura e per l’accesso alle risorse.
La soluzione Medooza di E4 per l’HPC infatti prevede di gestire un cluster secondo i paradigmi del cloud e dell’Infrastructure as a Code garantendo la capacità di riconfigurare rapidamente on demand e la riproducibilità delle configurazioni stesse.
All’interno di Medooza la componente ICE4HPC di E4 permette di far coesistere sulla stessa infrastruttura calcoli in modalità batch e in modalità interattiva, basati sull’uso di notebook e di interfacce browser ed in particolare l’accesso alle risorse GPU in modalità interattiva e condivisa. A differenza dell’HPC tradizionale per le linee di ricerca data driven e l’accesso alle risorse in modalità interattiva è un requisito fondamentale.
Calcolo interattivo e visualizzazione sono aspetti critici per la ricerca in ambito Artificial Intelligence e proprio l’interazione tra metodi AI e simulazioni fisiche tradizionali sono al centro degli studi più avanzati portati avanti tramite le risorse e le modalità di interazione messe a disposizione da Franklin.
A seguito degli interventi di upgrade, il cluster Franklin è stato dunque significativamente ottimizzato e ha raggiunto un dimensionamento utile agli scopi dell’istituto, consentendone l’utilizzo da parte di una notevole quantità di linee di ricerca e con oltre 250 utenti attivi.
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