ReCaS è l’abbreviazione di Rete di Calcolo per SuperB e altre applicazioni. È un progetto tutto italiano che ha portato alla nascita di un calcolatore dalla potenza paragonabile a quella di 13mila computer. Gli artefici e promotori sono l’Istituto nazionale di Fisica Nucleare e l’Università degli Studi di Bari Aldo Moro, in particolare il Dipartimento Interateneo di Fisica Michelangelo Merlin.

ReCaS, il supercomputer di Bari: l’orgoglio tech italiano

Il ReCaS sorge nel campus universitario di Bari ed è stato realizzato con fondi ministeriali e fondi europei, all’interno del c, Programma Operativo Nazionale per la Ricerca e Competitività 2007-2013, Avviso 254/Ric, finalizzato al potenziamento di infrastrutture di calcolo già esistenti a nelle regioni Puglia, Calabria, Sicilia e Campania. Infatti, la scelta di Bari non è casuale perché, proprio in quella città, dal 2009 è attivo il BC²S – Bari Computing Centre for Science presso il Dipartimento di Fisica.

Dopo 4 anni di lavoro, nel luglio 2015 è stato inaugurata quella che può essere definita una delle più potenti infrastrutture pubbliche italiane, nonché orgoglio nazionale. Il ReCaS dimostra, infatti, come in Italia e nel Mezzogiorno i finanziamenti pubblici possano essere spesi per progetti concreti e di rilevanza mondiale. La struttura occupa uno spazio di 800 metri quadrati all’interno di una palazzina di due piani: uno, quello superiore, riservato agli uffici, l’altro alle macchine, un concentrato di tecnologia dai numeri impressionanti.

ReCaS, il supercomputer di Bari: dati tecnici

Definire il ReCaS il supercomputer di Bari, non è esagerato. I dati tecnici sono da capogiro. La capacità di memoria su disco è di 6.600 terabyte, con uno spazio di archiviazione su nastro di 2.500 terabyte e capacità di elaborazione di 10 gigabyte al secondo.
Ha in tutto 128 server con CPU AMD Opteron Processor 6376, da 64 core per macchina (DELL MD3680f.), per un totale di 8192 core già all’avvio. Ogni server ospita 256GB di RAM e lo spazio disco disponibile è di 3552 TB.
La scheda grafica è l’NVIDIA K40.

20 server con processore Intel Xeon CPU E5-2650L v2 @ 1.70GHz, per complessivi 800 core, sono dedicati al calcolo HPC (high performance computing) e sono interconnessi con gli altri via tecnologia Infiniband. La rete LAN è a “matrice piatta” e i collegamenti punto-punto su fibra vanno a 10Gbps, attraverso due switch centrali Huawei CloudEngine 12812: configurati in modalità attiva-passiva e con 480 porte e 400 ottiche, sono in grado di reggere fino a 576 connessioni ciascuno. Il Fortigate 800c, un firewall evoluto permette di elaborare uno stream di 20Gbps.

ReCaS, il supercomputer di Bari: alta affidabilità

I livelli di affidabilità sono altissimi. Il file system CEPH registra dati in triplice copia, rendendo così quasi impossibile la perdita di dati.
La tape library IBM System Storage TS3500 consente, invece, l’archiviazione su nastro dei dati presenti su disco e al momento esporta circa 2.5 PB di capacità su nastro.

Ogni server ha una doppia alimentazione ridondata. Gli alimentatori di ciascuna macchina sono collegati a due diverse linee, alimentata ognuna da un UPS. I due blocchi di UPS forniscono così energia in parallelo rendendo possibile in ogni momento spegnere un UPS e la corrispondente linea di alimentazione, senza compromettere l’efficienza delle macchine di calcolo. In pratica, quando un alimentatore si rompe o non viene più alimentato perché magari si trova in fase di manutenzione, l’altro prende in carico il sistema.

Inoltre, in caso di gravi malfunzionamenti della rete dati, l’accesso in remoto alle macchine è sempre garantito. Ci sono, infatti, switch dedicati che alimentano una rete separata (e quindi isolata dalle altre) per il management. Invece, in caso di mancanza di energia elettrica, interviene un generatore ausiliario a gasolio, collocato all’esterno e capace di far fronte alle situazioni di emergenza anche per lunghi periodi.

ReCaS, il supercomputer di Bari: open source

Il ReCaS riprende l’orientamento già seguito dal BC²S e cioè un ampio utilizzo di software open source. Il sistema di monitoring è così affidato a Zabbix, il batch system a HTCondor e il sistema di ticketing a Redmine. Foreman e Puppet sono invece utilizzati per l’installazione e la configurazione automatica mentre Lustre e CEPH sono impiegati per lo storage condiviso. Per quanto riguarda l’utilizzo di cloud private dedicate allo staff del Dipartimento di Fisica il software adottato è OpenStack.

Inoltre il ReCaS si avvale anche della piattaforma Cloud Open Source Prisma realizzata da specialisti dell’Istituto di Fisica e dell’Università di Bari con la collaborazione di aziende nazionali e imprese del territorio pugliese.

ReCaS, il supercomputer di Bari: utilizzi

Ed è proprio Roberto Bellotti, il responsabile del progetto Prisma nonché coordinatore della Scuola di Fisica medica dell’Università di Bari, a spiegare le potenzialità di ReCaS. Potenzialità enormi visto che, come sottolinea il professore, “oltre alla ricerca di base in molti settori (Fisica, Biologia, Medicina), il calcolo scientifico ad alte prestazioni ha svariati utilizzi di impatto diretto nella vita dei cittadini”.

Attualmente il supercomputer ReCaS è utilizzato come elaboratore di calcolo scientifico negli esperimenti di fisica subnucleare o di astrofisica o nei settori della biologia, medicina, ingegneria e geologia. Tra i campi di applicazione c’è anche quello per effettuare calcoli sugli studi sulla diagnosi precoce delle malattie neuro-degenerative.

Anche l’ARPA Puglia si avvale del ReCaS per monitorare le condizioni climatiche e ambientali a Taranto e soprattutto nel rione Tamburi. Ed è integrato in diverse infrastrutture tra cui l’Italian GRID (IGI), la Worldwide LHC Compunting GRID (WLGC), la European GRID Infrastructure (EGI) e la EGI Federated Cloud. Soffermandoci a livello internazionale, il supercomputer ReCaS è impiegato anche dal Cern di Ginevra, dove è stato usato anche per gli esperimenti sulla scoperta del bosone di Higgs.

L’obiettivo futuro è impiegare il ReCaS anche all’interno della pubblica amministrazione per l’elaborazione e l’archiviazione dei contenuti attraverso software open source e database in cloud computing.

Infatti, come sottolinea sempre Roberto Bellotti, il ReCas “è un piccolo tassello al rafforzamento del tessuto produttivo, e quindi anche sociale, della Regione Puglia e anche la prova della possibilità di utilizzare finanziamenti europei in modo sano e virtuoso”.