articolo annuario 03

Capitolo 1	Progetti Tecnologici

Realizzazione di un cluster Beowulf per analisi di immagini astronomiche

Le survey digitali a profondità e risoluzioni angolare di circa un ordine di grandezza migliori di quelle fotografiche, rese possibili dagli strumenti di nuova generazione come VST/OmegaCam o come la camera a grande campo WFI del telescopio ESO-MPI da 2.2m, hanno portato la comunità astronomica internazionale a dotarsi di nuovi strumenti di analisi hardware e software. Gli aspetti principali del problema sono:

- archiviazione e distribuzione dei dati (data management);
- riduzione e calibrazione dei dati (data reduction);
- estrazione dell'informazione scientifica (data mining).

Un team dell'OAC, in uno scenario di collaborazioni italiane e straniere, sta affrontando i problemi di data reduction attraverso la realizzazione di un cluster Beowulf: tecnologia tra le più promettenti, in termini di prestazioni e di rapporto costo/prestazioni, per questo genere di problemi. La struttura a mosaico dei nuovi CCD di grande campo, infatti, appare particolarmente adatta per l'elaborazione parallela (attraverso la quale ogni sotto immagine può essere ridotta e calibrata individualmente prima di essere combinata a formare l'immagine scientifica), ed ha quindi una natura che in gergo tecnico è definita come "embarrassingly parallel". Utilizzando esperienze precedentemente acquisite all'ESO, l'OAC ha avviato una collaborazione con l'Università Federico II di Napoli e con l'Osservatorio e l'Università di Trieste, mirata all'implementazione ed utilizzo di sistemi Beowulf per la riduzione delle immagini prodotte da OmegaCam, ognuna composta da 32 immagini CCD per un totale di 16k×16k pixel. Il progetto contempla le seguenti fasi:

- realizzazione di un prototipo a 8 nodi (conclusa);
- ottimizzazione del cluster a 8 nodi (conclusa);
- acquisizione del cluster finale a 16 nodi biprocessore con set di istruzioni a 64 bit (in svolgimento).

Al fine di eseguire test su varie piattaforme hardware e configurazioni è stato realizzato un software ad hoc denominato AstroBench pubblicamente disponibile alle pagine di beowulf. Tale software permette di eseguire benchmark e profiling delle varie componenti HW di un sistema multiprocessore e/o multinodo con applicativi astronomici. I primi risultati con il cluster ad 8 nodi hanno mostrato che e' possibile raggiungere, con gli attuali software di riduzione dati, un velocità di processamento di circa 1 Mpixel/sec che soddisfano i requisiti per il sistema di calcolo per i dati VST.