GRID e Informática Científica: al servicio de la Ciencia

Transcripción

1 where the Web was born GRID e Informática Científica: al servicio de la Ciencia Miguel Angel Marquina Departmento IT CERN Julio 2007 Miguel Angel Marquina 1

2 El CERN es Componentes básicos para la Física de Partículas: ACELERADORES, máquinas capaces de acelerar las partículas a muy altas energías antes de colisionarlas contra otras DETECTORES, instrumentos voluminosos que registran información sobre las particulas producidas en esas colisiones COMPUTACIÓN, para reconstruir esas colisiones, obtener los datos y analizar la física subyacente Miguel Angel Marquina 2

3 El CERN es Para poder dar respuesta a algunas preguntas clave, el CERN está construyendo un nuevo acelerador, el Large Hadron Collider (LHC) El LHC sera el instrumento mas potente jamás construido para investigar las partículas elementales 4+2 experimentos se encuentran en construccion, para afrontar una nueva etape de descubrimientos a partir de 2008 Si el bosón de Higgs existe, el LHC lo detectará! Miguel Angel Marquina 3

4 LHC data (simplificado) Cada experimento: 40 millones de colisiones cada segundo Trás selección, 100 colisiones útiles por segundo Si cada colisión produce un Megabyte (MB) de información digital = hay que archivar 100 MB/s = 0.1 Gigabytes/s Cada año, 1000 millones de col. = 1 Petabyte/año Total: ~ bytes/year = 1% of 1 Megabyte (1MB) A digital photo 1 Gigabyte (1GB) = 1000MB A DVD movie 1 Terabyte (1TB) = 1000GB World annual book production 1 Petabyte (1PB) = 1000TB 10% of the annual production by LHC experiments 1 Exabyte (1EB) = 1000 PB World annual information production CMS LHCb ATLAS ALICE

5 LHC data (simplificado) Balloon (30 Km) CD stack with 1 year LHC data! (~ 20 Km) Los datos del LHC equivalen a cerca de 20 millones de CDs cada año Dónde almacenaremos toda esta información? Concorde (15 Km) Mt. Blanc (4.8 Km) Miguel Angel Marquina 5

6 LHC data - procesado El análisis de los datos del LHC necesita una capacidad de cómputo equivalente a unos 70,000 procesores de ordenadores de la última generación Dónde encontrarán los experimentos tal capacidad? Miguel Angel Marquina 6

7 detector selection selection & reconstruction reconstruction Data Handling and Computation for Physics Analysis reconstruction event summary data processed data raw data event event reprocessing reprocessing analysis batch batch physics physics analysis analysis analysis objects (extracted by physics topic) event event simulation simulation simulation interactive physics analysis

8 High Throughput Computing WAN application servers mass storage simple, flexible architecture easy to integrate mass market components easy evolution to new technologies data cache Miguel Angel Marquina 8

9 Computación en el CERN Elevada capacidad basada en tecnología standard, comodity Cerca de 2000 PCs con doble procesador Más de 3 Petabyte of datos en discos (10%) y cintas (90%) Aún así, nos quedamos cortos! Miguel Angel Marquina 9

10 Progresión de recursos de Computación para el LHC Estimated CPU Capacity at CERN Capacidad de red en 2007: ~ 70 Gb/s to centros externos ~ 100 Gb/s red general K SI95 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 Moore s law (based on 2000) 1, year PetaBytes Estimated Mass Storage at CERN Year 2005 Other experiments LHC today 7000 TeraBytes Estimated DISK Capacity at CERN Miguel Angel Marquina 10 year

11 2.5 MW power Preparing for 7,000 boxes in 2008 Today: New electrical substation 2000 CPUs 400 TB Disk Storage - will double in Tape Slots Miguel Angel Marquina 11

12 Computación para el LHC Problema: incluso tras una mejora de nuestro Centro de Cálculo (CPD), el CERN solo puede suministrar una parte de los recursos necesarios Solución: CPDs, aislados/independientes en el pasado, se conectarán entre sí uniendo sus fuerzas. Todos los recursos mundiales a disposición de los Físicos de Partículas, unidos como uno solo a través de la GRID! Miguel Angel Marquina 12

13 Durante los últimos 20 años performance, capacity de Super-Computers vía los Clusters a las Grids Miguel Angel Marquina 13