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ITBL プロジェクトについて

ITBL プロジェクトについて. 鈴木喜雄. 日本原子力研究所計算科学技術推進センター (CCSE/JAERI). グリッドの概要. グリッドとは. 計算資源、データ、実験装置などをネットワークを介して自由に 使える ようにする技術. 電力を送電線網 ( グリッド ) を介して自由に使える ことに由来. 目的. 科学者・技術者に分散環境において効率的な共同作業の ツールを与える. 分散資源の有効活用、使い勝手の向上. 負荷分散と信頼性の向上. 科学研究のパラダイムシフトの導出を期待. グリッドの応用. 分散スーパーコンピューティング.

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ITBL プロジェクトについて

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Presentation Transcript


  1. ITBLプロジェクトについて 鈴木喜雄 日本原子力研究所計算科学技術推進センター (CCSE/JAERI)

  2. グリッドの概要 • グリッドとは 計算資源、データ、実験装置などをネットワークを介して自由に 使えるようにする技術 電力を送電線網(グリッド)を介して自由に使えることに由来 • 目的 科学者・技術者に分散環境において効率的な共同作業の ツールを与える 分散資源の有効活用、使い勝手の向上 負荷分散と信頼性の向上 科学研究のパラダイムシフトの導出を期待

  3. グリッドの応用 • 分散スーパーコンピューティング 分散した計算資源の結合 • 高スループットコンピューティング 大規模問題の独立部を効率的に解くための計算資源取得 • デスクトップスーパーコンピューティング スーパーコンピュータを容易に利用可能なサービス提供 • データ集約コンピューティング 複数の分散ファイルシステムからのデータ集約 • 協調環境 問題解決のための人-人の相互作用の促進 ‥‥‥

  4. ITBLプロジェクトの目的 • 目的 • 大学や研究機関に分散された計算機・プログラム・データ等の •   知的資源を共有 • 研究者間の共同研究を支援 するための仮想研究環境の構築

  5. CCSEにおけるITBLへの発展 H07 H08 H09 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 STA開発 (Seamless Thinking Aid) ITBL開発 IT-Based Laboratory プログラムの開発・実行等、複数の異機種計算機群を利用する一連の計算作業がシームレスに行えるよう研究者、技術者を支援するために開発 仮想研究環境の構築  異機種計算機間の通信支援 Firewall共存型通信の実現 以下の3つのサブシステムから構成 1) 通信基盤:SCE 複数の並列計算機上に構築された ツール間プログラム間の通信支援 Starpc::遠隔関数呼び出し通信ライブラリ Stampi:メッセージパッシング通信ライブラリ 2) プログラム開発環境:PPDE 統合プログラミング環境 エディタ、コンパイラ、デバッガなど 3) 並列分散科学技術計算実行環境:PPExe 並列分散科学技術計算の実行支援統合環境 TME:視覚的な操作によるジョブの定義、実行が可能 資産活用

  6. ITBL計算機資源とアプリケーション 材料設計統合 プラットフォーム 分散データベース統合システム 実大三次元 振動破壊実験 シミュレーションシステム 航空宇宙統合 シミュレーションシステム 細胞フル シミュレーションシステム 生命機能情報 解析システム 地域数値環境 システム 共同実施者開発 アプリケーション・ ソフトウェア(9本) 共同実施者提供 東京大学生産技術研究所 東北大学 (金属材料研究所・流体科学研究所・災害制御センター) 京都大学島崎研究室 九州大学松尾研究室 北陸先端科学技術大学院大学 物質・材料研究機構 航空宇宙技術研究所 防災科学技術研究所 日本原子力研究所 (東海研究所・那珂研究所・関西研究所・上野本部) 理化学研究所 日本科学技術振興機構 アプリケーション ITBL上で動作 8GFlops 8GFlops 64GFlops 32GFlops 16GFlops 32GFlops 接続サイ ト SX-6i PC cluster SV1ex 1.5GFlops Super SINET (10Gbps) SINET(1Gbps) pSeries610 240GFlops 921GFlops 614GFlops 19.2GFlops 1TFlops 166GFlops 96GFlops 83.2GFlops 9.6Gflops 256GFlops 154GFlops 6.4GFlops 768GFlops 1.5TFlops SR8000 VPP5000 Prime Power SX-6 pSeries690 SR2201 Altix 3700 T3E-1200E Origin3200 Origin3800 SC/ES40 30機関ユーザー(約500名) 21計算機接続(15機種、9機関、約6TFlops)

  7. 数値環境システム 量子生命情報解析 ジョブ実行 可視化 TME Stampi Patras ITBL AVS ITBL ITBLの構成 / 原研での活動 量子生命情報解析グループ (CCSE関西) 環境科学研究部 (東海研究所) ・・ アプリケーション コミュニティ ・・ 基盤ソフトウェア (ツール) TV会議 掲示板 基盤ソフトウェア (通信・セキュリティ) シングルサインオン認証 FW共存通信(Starpc) ・・ 計算機 ハードウェア 並列処理基本システム開発グループ (CCSE上野) ITBL利用推進室 (CCSE関西) 並列処理支援技術開発グループ (CCSE上野)

  8. 通信・セキュリティ -問題点- • 安全性  ・・・ • 利便性  ・・・ 盗聴・改ざん・なりすましへの対応 FWとの共存 複数ID管理 インターネット(SuperSINET)利用 Internet

  9. 通信・セキュリティ • シングルサインオンによる全計算機への等価なアクセス • SSLによる認証 • STARPC(HTTPSカプセル化)によるFWと共存した暗号化通信 電子証明書による 相互認証 証明書とユーザID 関連付け 利用者 ITBLサーバ 計算機 FW サイト(研究機関) 433ポートのみ使用 暗号化通信 サーバ相互認証 暗号化通信 FW ITBLサーバ サイト(研究機関)

  10. ツール • 協調環境 (研究コミュニティの形成) • TV会議 • 掲示板 • キャビネット • 協調可視化

  11. ツール • 分散スーパーコンピューティング、高スループットコンピューティング •    デスクトップスーパーコンピューティング、データ集約コンピューティング • FW越えRPC、異機種間MPI通信 • 資源管理 • ウェブUI、ビジュアルワークフロー • ファイルマネージャー FW 構造計算&流体計算連成 FW 構造計算 構造計算 流体計算 流体計算

  12. アプリケーション (数値環境システム) 可視化を含む一連の処理を 複数の計算機で複数のケースに 対して同時に実行可能 大気モデル⇒汚染モデル⇒可視化 という一連の処理を 1台の計算機で各ケース毎に実行 基盤ソフト の利用 TME, AVS/ITBLを用いた3ケース同時実行 TME & AVS/ITBL ImageViewer split output case 1 case 2 case 3 atmospheric model PrimePower Kansai site pollution model VPP5000 Tokai site AVS/ITBL GP400S Tokyo site time evolution

  13. アプリケーション (量子生命情報解析) 分散したデータバンクと解析ツールによる独立した解析 データバンク、解析ツールの統合及び分散環境での同時実行 基盤ソフト の利用 TMEを用いた情報共有 TME phylogenetic tree amino acid sequence data generation of multiple alignment draw a phylogenetic tree check the validity of the tree

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