LabLAD

Foco:

Provimento de recursos computacionais de alto desempenho.

Produtos/Serviços:

Serviços com capacidade computacional na forma de horas-máquina para a execução de aplicações de alto desempenho para aquisição (24x7).
Suporte na definição de infraestrutura de alto desempenho para aquisição.
Instalação, configuração, otimização e gerenciamento de versões das aplicações paralelas para uso no LAD.
Área de armazenamento para hospedar dados de pesquisa.
Cursos de capacitação na área de PAD para pesquisadores, técnicos e alunos.

O Laboratório de Alto Desempenho (LAD) tem como função o provimento de recursos computacionais de alto desempenho para pesquisadores, professores e alunos da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Os recursos também estão disponíveis para utilização por empresas de diversos portes, estabelecidas, ou não, no parque tecnológico da PUCRS (TecnoPUC). O LAD disponibiliza uma grande capacidade computacional através de servidores e dispositivos de armazenamento com diferentes configurações visando a execução eficiente de aplicações que possuem alta demanda computacional.

Como utilizar

O IDEIA disponibiliza o Laboratório de Alto Desempenho (LAD) com equipamentos e profissionais capacitados em atender empresas e pesquisadores no que compete à poder computacional, podendo dar consultorias e desenvolver projetos que demandam alto desempenho computacional (ver ​Serviços​).

Acesso ao LAD

O LAD pode ser acessado por pesquisadores, professores, alunos de graduação e pós-graduação vinculados à PUCRS. Pesquisadores de outras instituições, desde que estejam desenvolvendo projetos de pesquisa em parceria com a PUCRS, também podem ter acesso aos recursos do LAD. Além do uso para pesquisa, os recursos do laboratório também podem ser utilizados em disciplinas que tenham como parte da ementa curricular a utilização do laboratório.

Solicitação de Acesso por Instituições Terceiras

Pesquisadores de outras instituições (quando desenvolvendo pesquisa sem vínculo com a PUCRS), empresas estatais ou privadas terão acesso ao LAD mediante pagamento das taxas operacionais através do formulário de interação universidade empresa (​Formulário de Interação​).Através do formulário, inicia-se uma conversa com a equipe do LAD para entendimento das necessidades do demandante, análise da viabilidade de atendimento, orçamento e encaminhamento das ações necessárias para a execução da demanda.

Solicitação de Acesso por Grupos de Pesquisa e/ou Professores da PUCRS

Professores e pesquisadores da PUCRS podem fazer demandas do LAD para seus grupos de pesquisa e/ou disciplinas. A solicitação é feita através do acesso ao sistema de demandas do IDEIA, ​neste link do sistema de segurança da PUCRS​. Caso o professor/pesquisador não tenha um credenciamento para o acesso, o mesmo pode obter informações sobre o procedimento neste link.

Uma vez dentro do sistema, deve-se selecionar ,na barra de menu à esquerda, em “solicitações>L.A.D.” e preencher o formulário de solicitação descrevendo o grupo/projeto (campo “Descrição da Demanda”) e suas necessidades (campo “Demandas adicionais”). Alguns exemplos são:

● “Grupo de pesquisa que trabalha pesquisando X através do processamento paralelo de dados com a aplicação Y (que utiliza GPUs para processamento). Assim, necessitamos de acesso ao ambiente de cluster do LAD onde cada usuário deverá manter uma quantidade de Z GB de dados (ou uma área única com tamanho A GB para acesso compartilhado pelos integrantes)” e “Fazem parte do grupo (devendo ter acesso ao LAD) o doutorando Fulano (fulano@email.com), mestrando Beltrano (beltrano@email.com) e pesquisadora colaboradora da instituição ABC Ciclana (ciclana@abc.com)”;

● “Criação de contas para disciplina X, turma Y – Curso Z onde os alunos utilizarão o ambiente de processamento paralelo para execução de testes de aplicações desenvolvidas por eles”. Também marcar a opção “para uso em aula” e descrever o “número de alunos” (número de contas criadas);

● “Projeto X, tem objetivo de disponibilizar um serviço para armazenamento e processamento de dados gerados a partir do uso de um aplicativo (em desenvolvimento pelo grupo). Para isso precisamos da hospedagem de um servidor 24×7 (físico ou virtual) com A processadores, B de memória RAM, C de armazenamento e sistema operacional D para instalação de um WEB Server e um Banco de Bados. Desta forma, o servidor necessita estar acessível da internet através da porta 80 (http) e, de dentro da PUCRS, através da porta 22 (ssh) para administração do mesmo.”;

● “Projeto X, tem objetivo de otimizar a eficiência da infraestrutura computacional Y. Para isso precisamos da hospedagem de um ambiente 24×7 (físico ou virtual) com A máquinas com B processadores, C de memória RAM, D de armazenamento e sistema operacional E para montagem/manutenção de um ambiente simulado e execução de benchmarks para avaliação de desempenho”.

Após a geração da demanda, o diretor da unidade do demandante deve aprovar a mesma.Após aprovação, a equipe do LAD analisa a demanda (podendo fazer novos contatos com o demandante para melhor entendimento das necessidades) e inicia os processos de cadastramento/instalações. Por fim, as instruções iniciais de utilização e acesso são repassadas ao demandante.

Infraestrutura

Hardware

Atualmente os servidores do laboratório estão subdivididos em 5 conjuntos de máquinas, sendo eles denominados Amazônia, Atlântica, Cerrado, Nimbus e Fibre. Parte dos equipamentos do LAD são reservados para alocação 24×7, onde os usuários têm acesso administrativo a uma máquina física ou virtual para hospedagem de serviços que devem ficar disponíveis 24 horas por dia ou que dependam de recorrentes modificações para otimizações. Outra parte é utilizada para processamento em cluster, onde os usuários fazem alocações momentâneas de máquinas com maior capacidade computacional para a execução de aplicações paralelas.
Apesar da maioria dos conjuntos serem estáticos, a separação/distribuição dos equipamentos do LAD nos diferentes conjuntos pode variar, ou seja, dependendo da demanda, alguns equipamentos podem migrar de um conjunto para outro. Por padrão, os servidores são distribuídos da seguinte forma:

 Amazônia

Conjunto de máquinas configuradas para processamento paralelo, em cluster.
2x HP Proliant BL620C G7 – com 2 processadores Intel Xeon E7-2850 de 2.0 GHz (total de 20 núcleos e 40 threads) cada. Uma das máquinas contém 512 GB de memória RAM e a outra 160 GB. Os nós estão interligados por 4 redes 10 Gigabit-Ethernet.

Cerrado

Conjunto de máquinas configuradas para processamento paralelo, em cluster:
2x Dell PowerEdge M630 – Com 2 processadores Intel Xeon E5-2620 v3 de 2.4 GHz (total de 12 núcleos e 24 threads) e 32 GB de memória RAM cada.
14x Dell PowerEdge M620 – Com 2 processadores Intel Xeon E5-2620 (total de 12 núcleos e 24 threads) cada, sendo 4 delas na v2 de 2.1 GHz e outras 10 na v1 de 2.0 GHz. As 14 máquinas contém 24 GB de memória RAM.
16x Dell PowerEdge M610 – Com 2 processadores Intel Xeon E5645 de 2.4 Ghz (total de 12 núcleos e 24 threads) e 24 GB de memória RAM cada.
Todas as máquinas do cluster estão interligadas por 2 redes Gigabit-ethernet e 1 rede Infiniband QDR 4x (32 Gbit/s).

Atlântica

Conjunto de máquinas configuradas para processamento paralelo, em cluster.
3x Dell PowerEdge R610 – Com 2 processadores Intel Xeon E5530 de 2.4 GHz (total de 8 núcleos e 16 threads) e 16 GB de memória RAM cada.
13x Dell PowerEdge R610 – Com 2 processadores Intel Xeon E5520 de 2.27 GHz (total de 8 núcleos e 16 threads) e 16 GB de memória RAM cada.
Todas as máquinas do cluster estão interligadas por 4 redes Gigabit-ethernet.
O cluster também dispõe de uma Nvidia Tesla S2050, que entrega 4 GPUs cuda de 448 cores cada em 2 nós computacionais (2 GPUs em cada).

Nuvem Nimbus

Conjunto de equipamentos heterogêneos que trabalham como cluster, mantendo um ambiente virtualizado dispondo de máquinas virtuais alocadas em modo 24×7 e máquinas virtuais que fornecem serviços de gerenciamento/administração do ambiente interno ou armazenamento secundário para os clusters de processamento paralelo.
1x HP StorageWorks P2000 – Storage SAN com acesso FibreChannel 8 Gbit/s e capacidade teórica de armazenamento de 5,4 TB.
2x HP Proliant BL620C G7 – Com 2 processadores Intel Xeon E7-2850 de 2.0 GHz (total de 20 núcleos e 40 threads) e 80 GB de memória RAM cada. As máquinas estão interligados por 4 redes 10 Gigabit-Ethernet e 1 rede FibreChannel 8 Gbit/s para acesso ao equipamento de storage.
1x Dell PowerVault MD3200i – Storage SAN com acesso Ethernet (iSCSI) de 1 Gbit/s. Através da expansão com 2 Dell PowerVault MD1200, tem capacidade teórica de armazenamento de 60 TB.

Ilha Fibre – PUCRS

Conjunto de equipamentos heterogêneos que não necessariamente trabalham como cluster. Mantém um ambiente para experimentação de tecnologias de redes definidas por Software e Internet do Futuro.
1x Accent NetFPGA-1u ​ – Com processador Intel Xeon E3-1220 V2 de 3.10 GHz, 4 GB de memória RAM, 2 redes Gigabit-Ethernet e uma placa NetFPGA com 4 interfaces Gigabit.
1x Dell PowerEdge R720 ​ – ​ Com 2 processadores Intel Xeon E5-2650 2.0GHz, 16GB de memória RAM e 10 redes Gigabit-Ethernet.
Pica8 P-3295 Open Networking – Contem 48 portas e permite a exploração das novas tecnologias de redes definidas por software(SDN), através da tecnologia OpenFlow.

Demais equipamentos

Conjunto de equipamentos heterogêneos que não necessariamente trabalham como cluster e são alocados em modo 24×7 criando micro-ambientes dedicados aos projetos de pesquisa ou fornecem recursos para o ambiente de processamento paralelo.
1x Dell PowerEdge R740xd – Com 2 processadores Intel Xeon Gold 5118 2.3GHz, 320DB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet.
1x Dell PowerEdge R730 ​ – ​ Com 2 processadores Intel Xeon E5-2650v3 2.3GHz, 224GB de memória RAM, 2 redes 10 Gigabit-Ethernet + 6 redes Gigabit-Ethernet.
2x Dell PowerEdge R730 ​ – ​ Com 2 processadores Intel Xeon E5-2650v4 2.2GHz, 192GB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet cada.
2x Dell PowerEdge R720 ​ – ​ Com 4 processadores Intel Xeon E5-2650v2 2.6GHz, 256GB de memória RAM e 24 redes Gigabit-Ethernet cada.
1x Dell PowerEdge R720 ​ – ​ Com 2 processadores Intel Xeon E5-2650 2.0GHz, 16GB de memória RAM e 10 redes Gigabit-Ethernet.
7x Dell PowerEdge R810 – Com 2 processadores Intel Xeon X6550 de 2.0 GHz (total de 16 núcleos e 32 threads), 64 GB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet cada.
1x Dell PowerEdge R710 – Com 2 processadores Intel Xeon E5504 2.0GHz, 16GB de memória RAM e 5 redes Gigabit-Ethernet.
1x Dell PowerEdge R610 – Com 2 processadores Intel Xeon X5690 3.46GHz, 24GB de memória RAM e 3 redes Gigabit-Ethernet.
4x Dell PowerEdge R610 – Com 2 processadores Intel Xeon E5530 2.4GHz (total de 8 núcleos e 16 threads), 16GB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet cada.
1x Dell PowerEdge R610 – Com 2 processadores Intel Xeon E5520 2.26GHz, 16GB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet.
1x Dell Storage NX3230 – Storage NAS com 2 processadores Intel Xeon E5-2660 v3 de 2.4 GHz (total de 16 cores e 32 threads), 62 GB de memória RAM e capacidade teórica de armazenamento de 16TB. Host fornece serviço de armazenamento primário para os clusters de processamento paralelo através de 2 redes 10 Gigabit-Ethernet e 4 redes Gigabit-Ethernet.
1x HP Proliant DL380G6 Server ​ – Com 2 processadores Intel Xeon E5530 2.40GHz (total de 8 cores e 16 threads), 24 GB de memória RAM e 4 redes Gigabit-Ethernet.
1x Dell PS4100 ​ – Com 12TB de capacidade de armazenamento (teórica).
1x Dell Equalogic PS4000 – Com 3.6 TB de capacidade de armazenamento (teórica).

Software

O LAD disponibiliza aos pesquisadores um conjunto de softwares, composto por ferramentas e bibliotecas para implementação, otimização e execução de suas aplicações paralelas. Os principais softwares disponibilizados pelo LAD são:

  • biblioteca MPI (Message Passing Interface)
  • compiladores GNU e Intel para as linguagens C, C++ e Fortran

A instalação de outras ferramentas que se façam necessárias em projetos específicos podem ser requisitadas pelos pesquisadores.

Serviços

Suporte à Comunidade Acadêmica

Como suporte, o LAD pretende atender os pesquisadores nas questões referentes às máquinas paralelas disponíveis no laboratório provendo os seguintes serviços:

  • Prover poder computacional na forma de horas-máquina para a execução de aplicações de alto desempenho (24×7);
  • Auxiliar para um melhor direcionamento dos investimentos financeiros;
  • Instalar, configurar, otimizar e gerenciar versões das aplicações paralelas dos pesquisadores;
  • Prover área de armazenamento para hospedar os dados dos pesquisadores;
  • Realizar cursos de capacitação na área de Processamento de Alto Desempenho para pesquisadores, técnicos e alunos;
  • Instalar e, caso necessário, desenvolver ferramentas para melhorar o acesso e a utilização destes recursos por parte dos pesquisadores.

Como parceiro em projetos, o LAD pretende atuar em projetos onde a capacidade de processamento é um fator crítico para a realização das pesquisas, realizando as seguintes atividades:

  • Investigar estratégias e algoritmos distribuídos para o problema em questão;
  • Otimizar algoritmos distribuídos já existentes para a execução nas máquinas do laboratório;
  • Investigar formas de automatizar o pré e o pós-processamento dos dados;
  • Investigar formas para facilitar o acesso e a utilização dos recursos disponíveis (como portais de acesso customizados para o problema em questão e políticas de gerência de recursos).

Serviços para Empresas

A mesma infraestrutura disponibilizada aos pesquisadores pode ser utilizada por empresas para execução de testes de estresse e benchmarking diversos. A utilização acontece através da realização de uma reserva antecipada, onde a empresa indica os recursos e tempo que deseja utilizá-los. Durante a realização dos testes, a infraestrutura é isolada para garantir o sigilo dos testes executados pela empresa, assim como, evitar que o teste gere algum impacto nas máquinas do laboratório que estão sendo utilizadas pelos pesquisadores. Os serviço oferecidos são:

  • Benchmarking de aplicações e sistemas utilizando máquinas com diferentes arquiteturas, configurações e de fabricantes diversos;
  • Avaliação de aplicações distribuídas usando uma grande quantidade de recursos (por exemplo, centenas de núcleos de processamento) para testar situações estresse, escalabilidade, e tolerância a falhas;
  • Execução de aplicações com alta demanda computacional (por exemplo: simulações, aprendizado de máquina, big data);
  • Avaliação de estratégias para atualização de infraestrutura (por exemplo, teste de uma nova versão de um sistema de gerenciamento de banco de dados ou sistema operacional)

Como Acessar

Para utilizar os serviços faça a solicitação pelo Sistema IDEIA, preenchendo os campos de login no canto superior direito desta página ou na intranet.

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Contato

Laboratório de Alto Desempenho

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Telefone: +55 51 33538001
E-mail:

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