09/01/2002 - DRRT, Région Rhône-Alpes Laurent Desbat, Université Joseph Fourier, Grenoble

1. Méso-informatique et calcul distribué à haute performanceProjet du CPERCIMENTCalcul Intensif Modélisation Expérimentation Numérique et Technologique 09/01/2002 - DRRT, Région Rhône-Alpes Laurent Desbat, Université Joseph Fourier, Grenoble http://ujf-grenoble.fr/CIMENT

2. Plan • CIMENT : Projet mésoinformatique pour le calcul • Actions Tranversales • Coordination • Collaborations scientifiques et techniques • Formations • Bilan scientifique des différents projets • Perspectives

3. Contexte général calcul à Grenoble • Utilisation des centres de calculs nationaux • IDRIS, CINES • Partenariats régionaux • Avec le CEA : financement 2000-2006 (Région - CEA) 7MF • Développement de projets « calcul » mésoscopiques au sein des universités de Grenoble

4. Équipement pour le calcul du projet CIMENT • Projets • Observatoire, MIRAGE, Grappe de PC, Chimie calculatoire (CECIC), BioIMAGe, PhyNum • Formation transversale au niveau des écoles doctorales • Financement • Appel à projet national de Guy René Perrin, Nov 98 (2MF) + COMI CNRS • CPER 2000/2006 : 15MF • MENRT, INRIA, Région, Métro,Ville de Grenoble • Compléments CNRS, IMAG, INPG, INRIA, etc.

5. Financement dans le cadre du CPER(en MF) MENRT,INRIA, Région, Métro,Ville de Grenoble + co-financement CNRS/projet et soutien en terme de poste d’ingénieur

6. Financement dans le cadre du CPER(en Euros) MENRT,INRIA, Région, Métro,Ville de Grenoble + co-financement CNRS/projet et soutien en terme de poste d’ingénieur

7. Plan • CIMENT : Projet mésoinformatique pour le calcul • Actions Tranversales • Coordination • Collaborations scientifiques et techniques • Formations • Bilan scientifique des différents projets • Perspectives

8. Coordination du projet • Comité de pilotage du projet : définit les grandes orientations • Conseil Scientifique annuel • Mise en place d’un séminaire trimestriel (2000) • Structurationdes projets par regroupements de projets : • “ Couplage modélisation hydrologique et météorologique ” inclus dansMIRAGE. • Génétique, bio-informatique et imagerie médicale (BIoIMAGe). • Création du CECIC : Centre d ’Expérimentation du Calcul Intensif en Chimie. • Le projet PhyNum pourrait s’associer au SCCIOG. • + Participation à la journée CINES-IDRIS de l’automne 1999 et 2000, CEA (Visualisation, journées Petaflops) • Recrutement d’un Ingénieur de Recherche UJF pour le projet MIRAGE : Laurence Viry + AFIP CNRS pour un AI (TIMC-BioIMAGe) + Profil d’IE (administration de cluster) • Accès prioritaire aux réseaux rapides au niveau du campus

9. Jacques.Eudes@ujf-grenoble.fr Centre de Ressources Informatiques de Proximité - UJF CIMENT Campus Cœur Giga/Eth100 (Evolution Q1-2002) Bâtiment OBS Bâtiment IRIGM Ethernet 100 Ethernet 1000 Memory Channel Ethernet 1000 (projet) LPG Pôle Santé Ferme Osug Mirage Biologie Mirage LMC Secu-UJF Mirage Mécanique Imag Sortie Campus

10. Campus 100 Mb 100 Mb Inria 60 Mb 100 Mb Viallet Plaque métro CNRS Jacques.Eudes@ujf-grenoble.fr Centre de Ressources Informatiques de Proximité - UJF Le réseau métropolitain GrenobloisMetroNet phase 1 -> Q4-2000/Q3-2002 Technologie IP / Ethernet 100 commuté 622 Mb vers Lyon, Puis 2,5Gb vers Paris 100 Mb NRD Vers Lyon Paris (NIO2 RENATER) Technologie IP / ATM CEA

11. Campus 1000 Mb 1000 Mb Inria 100 Mb 1000 Mb Viallet 1000 Mb Plaque métro CNRS CEA Jacques.Eudes@ujf-grenoble.fr Centre de Ressources Informatiques de Proximité - UJF Le réseau métropolitain GrenobloisMetroNet phase 2 à compter de Q4-2002 Technologie IP / Ethernet 1000 commuté 622 Mb NRD Vers Lyon, Paris

12. Collaborations Scientifiques • Thèses • Parallélisation d'un code de calcul en océanographie, Thèse de Grégory Mounié (2000) co-encadrée par Eric Blayo (LMC [MIRAGE]) et Denis Trystram (ID grappe de PC) • Algorithmes d'ordonnancements optimaux en temps et en mémoire : Etude de cas sur des problèmes en mécanique quantique. Thèse de N. Maillard (Nov. 2001), co-encadrée par P. Valiron (LAOG) et J-L. Roch (ID). • une thèse co-encadrée depuis 2 ans par le LGIT et le LPM2C : Renaud Hennino (Phynum - Obs) • Collaborations inter-projets • Simulations de la propagationdes ondes sismiques dans la croûte terrestre (B. Van Tiggelen (LPMMC), M. Campillo (LGIT)) • Analyse génétique et localisation spatiale: Stéphanie Manel et Françoise Berthoud (BioIMAGe et PhyNum) • MIRAGE et ID : équilibrage dynamique de la charge dans le raffinement adaptatif de maillage et évaluations de perf. sur cluster • Méthodes mixtes MM/MQ ( T. Gautier (ID), A. Imberty (CERMAV), A. Milet (LEDSS))

13. Collaborations Techniques • Partage des expertises • Séminaires, liste de diffusion, ingénieurs (bureau partagé au LMC), rapprochement du projet PhyNum de celui de l’Observatoire. Ex : • Portage de l'interface de programmation parallele Athapascan, developpee au laboratoire ID, sur les machines SMP de l'Observatoire. • Participation croisée à des commissions techniques d’appel d’offre pour gappes (ID-BioIMAGe) • collaboration technique entre Françoise Berthout (phynum) et Françoise Roch (obs) : une journée par semaine depuis 1 an. • Validation du code de dynamique moléculaire Takakaw (ID) dans une architecture SMP (CECIC) • Expérimentation du calcul hétérogène • projet Data Grid (participation de ID, expérimentation de globus) • Chimie quantique sur un serveur et une grappe de PC (Obs.)

14. Formation doctorale • Un projet de formation au Calcul Haute Performance transversale aux écoles doctorales (premier cours HIER !) • deux modules accompagnés de TP (janvier 2002) • Introduction au calcul réparti • Introduction au parallélisme et au calcul intensif. Formation à l’optimisation de code, à MPI et à OPEN MP. Utilisation de bibliothèques de calcul scientifique (ScaLaPack, …) • Modélisation numérique et calcul intensif • Différents problèmes apportés par les communautés utilisatrices, leur modélisation et leur résolution sur une grappe de PC, formeront les TP (MIRAGE, BioIMAGe, PhyNum,…) • Accueil des cours et des TP au sein de l’UFR IMA

15. Plan • CIMENT : Projet mésoinformatique pour le calcul • Actions Tranversales • Coordination • Collaborations scientifiques et techniques • Formations • Bilan technique et scientifique des différents projets • Perspectives

16. Observatoire de Grenoble P.Valiron et F. Roch LAOG, LGIT, SGEP du LIS • Projet : calcul intensif en astrophysique et géophysique. • Solution retenue : IBM (SMP 16 procs 375MHz, 16Go, 24Gflops crête et 2 Quadri-Pro, SMP, 4 Go). Solution centralisée. • Financement : 500kF COMI CNRS +165kF quadriennal UJF ; 600kF Ministère (CIMENT) + 495 KF quadriennal UJF (soutien du ministère quadriennal 400kF/an) • État d’avancement : fin de mise en place juillet 2000 (coût 1,76MF) • Projets scientifiques (une vingtaine de chercheurs, une vingtaine de thésards) : évolution stellaire, disque proto-planétaire, astrochimie quantique : dynamiques microphysique, simulation numérique MHD et hautes énergies, propagation des ondes sismiques, reconstruction en sismologie, champs magnétique terrestre, modélisation de l’ionosphère dans les zonespolaires, Interactions cinétiques soleil/terre, ...

17. Résolution des équations de Maxwell en 2DSimulations depropagation d’ondes électromagnétiques à travers un noyau de comète. Alexandre Piot

18. Modèle de comète

46. Plate forme MirageE. Blayo, L.ViryLMC, LEGI, LTHE, LGGE, LEA • Projet : modélisation et calcul pour l’environnement et climat. • Solution retenue : 7 DS20 (bi-pro alpha EV67, 7x2,5Go, Memory Channel) et 3x100Go DD ; LSF et TotalView. Solution répartie sur 3 sites. • État d’avancement : En exploitation depuis janvier 2000 (1,5MF) • Financement : 1,75MF [ 600kF MENRT, 650kF COMI CNRS, 100kF BQR INPG, 60kF CNES, 200kF des laboratoires ] + 200kF INRIA, soutien du ministère (quadriennal 60kF/an) • Projets scientifiques (une quarantaine de chercheurs,une quinzaine de thésards) : modélisation des calottes polaires, couplage glace-atmosphère, Modélisation océanique, assimilation de données océaniques, modélisation interface sol-végétation atmosphère, hydrologie en zone montagneuse.

47. Simulation de la circulation océanique dans la baie de Los Angelespour la prévision locale Température de surface Calcul parallèle du modèle ROMS (UCLA) - L. Debreu et E. Blayo (LMC-IMAG) P. Marchesiello et J. Mc Williams (UCLA). Région visualisée Trois tailles de maille 18km 6km 2km Région calculée Vitesse de l’eau en surface

48. Pôle de chimie calculatoireS.Perez et P.VattonLEDSS, CERMAV, Cristallographie, LEOPR, DPM • Projet : création du CECIC : Centre d ’Expérimentation du Calcul Intensif en Chimie • Solution : Une machine IBM SP (3 quadri Pro Power III 3x8Go) + une machine SGI 0200 quadri pro,4Go (logiciels de modélisation moléculaire) • Avancement : démarrage : 01/11/01. • Financement : 1,5MF dans le cadre du CPER + 0,5MF CNRS + 462kF sur fonds propres labo • Projets scientifiques (une dizaine de thésards) : Chimie quantique, Mécanique/Dynamique Moléculaires, Etat condensé, Recherches des Conformations Bio-Actives, Bases de données

49. Etude du mécanisme catalytique d’une N-acétylglucosaminyltransférase dont le site actif comprend in ion Mn2+: Collaboration : Anne Imberty (CERMAV) - Anne Milet (LEDSS) Première étude, par simulation numérique du mécanisme d ’action d ’une glycosyltransférese (Au moins 500 gènes (0.5 - 1% du génome humain traduit ) participeraient à l ’expression structurale et fonctionnelle d ’oligosaccharides) Accepteur-O-sucre + XDP GT Accepteur-OH + XDP-sucre Système modèle : Gaussian 98: DFT B3LYP 5 électrons célibataires 54 atomes, dont Mn++. Optimisation d’une géomètrie 4 jours CPU, 4 processeurs espace disque 150 Mo. Demande environ 25 optimisations géométriques ! En prévision: MM / QM Mn++

50. Grappe de PCD.Trystram, P. Augerat ID, SIRAC et ReMaP (ENS L) • Projet : expérimentation des systèmes et du calcul distribué sur une grappe de PC. • Solution envisagée : 100 PC (bi-pro, 1Go) disposant d’un réseau rapide de technologie myrinet. Solution massivement distribuée. • État d’avancement : expérimentation locale le i-cluster (225 PIII en réseau ethernet : no=385 du TOP 500/81,6Gflops). Un appel d’offre infructueux en cours de réactualisation. Simplification vers une solution grappe très intégrée • Financement : 5MF (0,8MF MENRT, 0,3MF ENSL + CPER : 2,5MF INRIA et 1,2MF Région) • Projets scientifiques (une dizaine de thésards) : outils d’exploitation et méthodes de programmation (projet RNTL : CLIC Bull, Mandrake,UJF distribution linux pour cluster incluant MPI/OPEN MP,…, athapascan).