Relevancia y Aplicaciones de las TIC en Biomedicina y Biotecnología

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Víctor Manuel Quintana Martin
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es/nacho UCM Grupo de Arquitectura de Sistemas Distribuidos y Seguridad Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática

1 1/24 21 de Marzo de 2003 Las tecnologias de la información y las comunicaciones al servicio de la investigación Relevancia y Aplicaciones de las TIC en Biomedicina y Biotecnología UCM Grupo de Arquitectura de Sistemas Distribuidos y Seguridad Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática Facultad de Informática Universidad Complutense de Madrid Laboratorio de Computación Avanzada, Simulacióny Aplicaciones Telemáticas Centro de Astrobiología CSIC/INTA Asociado al NASA Astrobiology Institute

2 Objetivo 2/24 Presentar la tecnología Grid como plataforma para satisfacer las demandas computacionales de las aplicaciones en Biomedicina y Biotecnología

3 Contenidos 3/24 Aplicaciones en Biomedicina y Biotecnología Demandas de las aplicaciones Limitaciones de la plataforma actual El Grid como plataforma futura Componentes del Grid El papel de la red de comunicación en el Grid

4 Aplicaciones en Biomedicina y Biotecnología 4/24 Simulaciones de fármacos contra el SIDA, Anthrax... Tratamiento de imágenes Acceso a bases de datos distribuidas para realizar el mejor diagnóstico Comparación de secuencias Visualización Telemedicina Entornos de colaboración

Visualización Unión de todos los recursos anteriores por medio de una red de comunicación con alto

5 Demandas de las Aplicaciones 5/24 Acceso a los siguientes servicios y recursos: Alto Rendimiento Alta Productividad Bases de datos distribuidas geográficamente Entornos de colaboración Visualización Unión de todos los recursos anteriores por medio de una red de comunicación con alto ancho de banda, baja latencia y calidad de servicio y siempre garantizando confidencialidad, eficiencia y fiabilidad

6 Limitaciones de la Plataforma Actual 6/24 Solución clásica Computación centralizada basada en servidor Problemas de la supercomputación basada en servidor Falta de escalabilidad Equipos muy caros Mantenimiento muy caro Una vez adquiridos pasan mucho tiempo desaprovechados Las demandas de cálculo son puntuales Problemas de fiabilidad

Limitaciones de la Plataforma Actual 7/24 Solución distribuida en

ejecutar trabajos por medio de una herramienta de gestión de carga

limitada a la organización en picos de demanda No puedo amortizar mis

7 Limitaciones de la Plataforma Actual 7/24 Solución distribuida en Intranet Utilización de los equipos de una red departamental para ejecutar trabajos por medio de una herramienta de gestión de carga Problemas de la computación distribuida en Intranet Escalabilidad limitada a la organización en picos de demanda No puedo amortizar mis recursos cuando están desaprovechados No puedo compartir recursos con otras organizaciones

Limitaciones de la Plataforma Actual 8/24 Necesidad de más potencia de cálculo 1986 to 2000 Computers: x 500 Networks: x 340,000 2001 to 2010 Computers: x 60 Networks: x 4000 Moore s Law vs.

8 Limitaciones de la Plataforma Actual 8/24 Necesidad de más potencia de cálculo 1986 to 2000 Computers: x 500 Networks: x 340, to 2010 Computers: x 60 Networks: x 4000 Moore s Law vs. storage improvements vs. optical improvements. Graph from Scientific American (Jan-2001) by Cleo Vilett, source Vined Khoslan, Kleiner, Caufield and Perkins. Conclusiones Un único sistema no será capaz de analizar los datos que almacenen sus discos Un único centro no podrá analizar el volumen de información generado La red permitirá de forma eficiente usar recursos distribuidos (1 orden de magnitud de diferencia entre procesamiento y red)

9 9/24 It s hard to make predictions, especially about the future Yogi Berra

10 El Grid como Plataforma Futura SUPERCOMPUTADOR 10/24 CLUSTER GRID DEPARTAMENTO INTRANET

11 El Grid como Plataforma Futura 11/24 Nueva tecnología cuyo objetivo es la compartición de recursos en Internet de forma uniforme, transparente, segura, eficiente y fiable Análoga a las redes de suministro eléctrico: Ofrecen un único punto de acceso a un conjunto de recursos distribuidos geográficamente en diferentes dominios de administración (supercomputadores, clusters, almacenamiento, fuentes de información, instrumentos, personal, bases de datos...) La tecnología Grid es complementaria a las anteriores Permite interconectar recursos en diferentes dominios de administración respetando sus políticas internas de seguridad y su software de gestión de recursos en la Intranet Acceso a grandes bases de datos distribuidas, recursos de cálculo y visualización

12 El Grid como Plataforma Futura 12/24 Beneficios Alquiler de recursos Amortización de recursos propios Gran potencia de cálculo a precio bajo sin necesidad de adquirir equipamiento Mayor colaboración y compartición de recursos entre varios centros Creación de organizaciones virtuales Negocios basados en proveer recursos

13 El Grid como Plataforma Futura 13/24 Relevancia Inversión EU FP6: 300 millones de euros Empresas involucradas: IBM, HP, Sun Microsystems...

Componentes del Grid 14/24 Aplicaciones DRM Servicios y Herramientas Grid Status Cactus MPI globusrun GridWay Nimrod/G Condor-G GASS GridFTP Metacomputing

14 Componentes del Grid 14/24 Aplicaciones DRM Servicios y Herramientas Grid Status Cactus MPI globusrun GridWay Nimrod/G Condor-G GASS GridFTP Metacomputing Directory Service Servicios Globus Globus Security Interface Replica Catalog GRAM I/O Condor LSF MPI PBS SGE Servicios locales Linux TCP AIX UDP Solaris RED

15 El Papel de la Red de Comunicación en el Grid 15/24 Conexión en la Comunidad de Madrid por medio de la nueva Red Telemática de Investigación 1 Gbps

16 El Papel de la Red de Comunicación en el Grid 16/24 Conexión nacional por medio de RedIris-2

17 El Papel de la Red de Comunicación en el Grid 17/24 Conexión por medio de la nueva red paneuropea Geant 2,5 Gbps

18 El Papel de la Red de Comunicación en el Grid 18/24 Estados Unidos Geant Telia: 2,5 Gbps

19 Proyectos Grid en Funcionamiento 19/24 UCM

20 UCM

21 Proyectos Grid en Funcionamiento 21/24

Proyectos Grid en Funcionamiento 22/24 www.crossgrid.

22 Proyectos Grid en Funcionamiento 22/24 TCD Dublin Geant UvA Amsterdam PSNC Poznan ICM & IPJ Warsaw USC Santiago CSIC-UC IFCA Santander FZK Karlsruhe CYFRONET Cracow II SAS Bratislava LIP Lisbon CSIC RedIris Madrid UAB Barcelona CSIC IFIC Valencia Auth Thessaloniki DEMO Athens UCY Nikosia

23 Proyectos Grid en Funcionamiento 23/24

24 24/24 Cuando Internet sea tan rápido como los buses internos de un computador, éste se desintegrará en la red en un conjunto de recursos de propósito específico Gilder Technology Report, junio 2000

25 Preguntas, Comentarios, Sugerencias 25/24

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