項目介紹
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia(INGV)由多個意大利科研機構于1999年合并而成,其任務是通過先進的設備網(wǎng)絡觀察、監(jiān)測和了解地理現(xiàn)象和預測整個意大利國土的地震和火山活動情況。
圖1 敏感性分析,用于識別地球內(nèi)部現(xiàn)有技術無法解釋震波圖的區(qū)域
作為自然災害評估的專業(yè)機構,INGV支持全國、歐洲乃至全球范圍關鍵的風險防范項目,包括由火山爆發(fā)引起的空中交通突發(fā)事件的預報和管理,石油泄漏所造成的污染影響的預防,以及大氣上層中太陽風暴等相關干擾的預報。在這個極具挑戰(zhàn)和競爭的背景下,INGV還為意大利政府在評估和防范風險方面提供建議,例如:建議為地震區(qū)的新建和改造建筑物制定和更新所需參數(shù)。
圖2 2009拉奎拉地震模擬峰值地面速度(PGV)圖,評估地面運動對人文建筑影響的關鍵指標
挑戰(zhàn)
當?shù)卣鹞C發(fā)生時,INGV的科學家必須進行高優(yōu)先級的分析,以支持政府的官方溝通。因此,INGV HPC基礎架構的一個關鍵要求是它必須有效地支持這些高優(yōu)先級的任務。
HPC系統(tǒng)經(jīng)理Daniele Melini說:“在情急事件中,我們政府依賴于我們,反應時間對于公共安全至關重要。因此,我們需要一個值得依賴、高效的HPC基礎架構以獲取快速而精確的計算結果。”
而且,由于INGV的研究計算多種多樣,從技術角度來看,INGV的計算機必須能夠輕松地處理異構工作負載。例如,大規(guī)模并行作業(yè)和單程序多數(shù)據(jù)處理任務。“我們的作業(yè)調(diào)度管理器必須具備同時處理多種任務的能力,以及平衡我們的用戶和應用程序的不同要求。”Melini如此解釋。
此外,由于INGV的計算資源是由專業(yè)科研人員來運行,高效的遠程技術支持就顯得至關重要。“我們不能因為等待供應商技術支持響應而延緩工作,更糟的是因不明真相的答復或較少參與的支持人員而偏離正軌。我們需要最高級別的系統(tǒng)支持,以提供INGV所著稱的高品質(zhì)的結果。”
因此,當他們采購新的HPC集群系統(tǒng)時,INGV需要工作負載管理系統(tǒng)的供應商滿足以下要求:
★可依賴的高度可靠的產(chǎn)品
★簡單易用,便于管理
★一流的全球客戶支持
解決方案
圖3 HP刀片系統(tǒng),滿足因需而變的技術架構
圖4 2009年拉奎拉地震波場模擬快照,突出了沉積盆地的影響,它的存在可導致地震動放大效應
在為他們新的HP集群系統(tǒng)評估工作負載管理系統(tǒng)時,在選定Altair PBS Professional®之前,INGV考察了多個選項,包括開源版的Oracle Grid Engine。
“我們試了試Grid Engine,發(fā)現(xiàn)很難安裝和和配置。”Melini說,“所以我們決定嘗試PBS Professional。”此外,INGV還有幾個用開源的Torque調(diào)度器的小系統(tǒng),但INGV決定為他們的新系統(tǒng)采用一個商業(yè)級的工作負載管理產(chǎn)品。
“安裝相當簡單——第一次安裝由Altair技術支持在短短幾天內(nèi)用遠程完成。”Melini說。隨后INGV的人員完成升級,配置僅用了數(shù)小時,F(xiàn)在,INGV使用PBS Professional作為調(diào)度器和資源管理器管理兩個HP集群,總共高達1280個CPU核,這些系統(tǒng)用于科研和意大利地震臺網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理。每天大約30個INGV研究人員將作業(yè)提交到集群中,他們主要來自于國家地震中心(CNT)以及地震和地殼構造物理部門,涵蓋廣泛的科學問題,涉及大量的數(shù)據(jù)分析和CPU密集型模擬和成像。
INGV的HPC硬件是HP刀片系統(tǒng),有ProLiant BL465c和BL460c Gen8刀片,涵蓋了2個集群的112個服務器刀片。PBS Professional和HP的Insight集群管理工具部署于DL385 G7和DL380 Gen8的前端節(jié)點上,另外還有兩個交互式節(jié)點,DL580 G7和DL980 G7,用于運行后處理和可視化任務。集群存儲是基于兩個P2000構建的并行文件系統(tǒng),由5臺DL385 G7來管理。
結論
INGV證實了采用PBS Professional作為他們集群負載管理器的優(yōu)點:
★高度可靠:INGV可準時得到他們的關鍵結果。
★靈活機動:PBS Professional可輕松應對INGV的多種計算需求。
★簡單易用:PBS Professional容易上手,便于使用。
★出色支持:INGV員工無需專業(yè)知識即可管理整個系統(tǒng)。
“另外,因為我們的系統(tǒng)用于范圍廣泛的應用程序,每個都有不同的技術要求,調(diào)度器在優(yōu)先級策略方面具有高度靈活性是非常重要的。”Melini說,“PBS Professional在這方面的是非常靈活的。我們可以定義反映我們用戶組織異構性的復雜的用戶策略和優(yōu)先級。”
下一步會怎么做?INGV計劃探索PBS Professional的其他功能。Melini說,“我們對于部署‘綠色配置’功能非常感興趣,即關閉未使用的集群節(jié)點以節(jié)省能源。”
“我們也嘗試了PBS Analytics™,發(fā)現(xiàn)它非常有用,可了解我們基礎架構的使用情況,以及該在哪些方面進行硬件升級。”Melini說,“我們期待著探索PBS Works的其他產(chǎn)品,這一定會增加我們工作的成功率。”
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本文標題:INGV選用PBS Professional作為關鍵任務的作業(yè)調(diào)度和資源管理系統(tǒng)
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