sábado, 21 de agosto de 2010

The billion one challenge (II)

Varias son las claves que han llevado a nuestro grupo a haber obtenido este logro que está siendo reconocido en los foros científicos. Por supuesto los trabajos previos otros dos grupos de investigación que se deben citar. El grupo de W.C. Chew que desarrolló el método Multilevel Fast Multipole Algorithm, MLFMA y que fue el primero en abrir las puertas de la computación de altas prestaciones (HPC) en la resolución de grandes problemas electromagnéticos. Para nosotros un trabajo que consideramos visionario fue 10 million unknowns: is it that big? . A partir de este trabajo otros investigadores han intentado realizar el esfuerzo de superar cifras para lo que han desarrollado métodos cada vez más eficientes (todos basados en el MLFMA) y con ello han conseguido resolver nuevos problemas que estaban vetados a las soluciones de alta precisión.

El grupo que cogió el testigo de W.C. Chew fue el grupo BILCEM de la Bilkent University dirigido por el profesor Levent Gürel. Este grupo desarrolló en todos los sentidos el MLFMA para que pudiese lograr un gran escalado y por tanto ejecutarse en sistemas HPC avanzados. Han logrado los últimos récords hasta hace un par de años en electromagnetismo computacional. La última conferencia de Levent Gürel a la que he asistido (en un congreso organizado por mi en mayo de este año) han mostrado resultados de más de 300 millones de incógnitas.

Desde que nosotros empezamos a trabajar en el campo de la supercomputación partimos de una premisa: El MLFMA no es un método adecuado para su ejecución con un número elevado de procesadores, es decir, el MLFMA es un método muy poco escalable. Nuestra premisa tiene cierta razón y cierta falta de ella. Levent Gürel ha analizado problemas con MLFMA modelados por más de 300 millones de incógnitas; esto es un indicativo de la cierta falta de razón en nuestras premisas. Nosotros en nuestro primer reto en el mundo de la supercomputación conseguimos analizar un problema muy grande que un año antes hubiese sido el mayor problema jamás analizado; lo conseguimos con un método poco eficiente para grandes problemas pero con una escalabilidad muy buena, el simple FMM. Desarrollando la idea de crear nuevas metodologías que tuviesen una eficiencia comparable o poco inferior al MLFMA, introdujimos el método FMM-FFT y posteriormente el nested-FMM-FFT. Pero al final hemos vuelto al MLFMA desarrollando el MLFMA-FFT con el que hemos conseguido en anterior reto en el LUSITANIA y este del que hablamos. Todos estos nuevos desarrollos están publicados en revistas científicas de prestigio. El último con el que hemos conseguido este último logro es un artículo invitado titulado MLFMA-FFT parallel algorithm for the solution of large-scale problems in electromagnetics.

Otra clave del éxito ha sido el anterior logro en el LUSITANIA del Centro Extremeño de Investigación, Innovación Tecnológica y Supercomputación (CénitS) de la fundación COMPUTAEX situado en Trujillo, Extremadura. El código allí ejecutado, con el que se consiguió resolver un problema de más de 620 millones de incógnitas con aplicaciones a la industria automovilística, es el mismo que se ha ejecutado en el Finis Terrae.

Otra parte del éxito es la arquitectura del Finis Terrae y de LUSITANIA. Ambos supercomputadores están diseñados para porder abarcar grandes proyectos científicos, utilizan procesadores Itanium 2 de intel, y están diseñados por HP.

Tanto al CESGA como a CénitS como a HP queremos agradecerles su apoyo en los grandes retos supercomputacionales que hemos logrado. En este último además a la acción ICTS promovida por el CESGA y el Ministerio de Ciencia e Innovación.

HEMCUVE es un acrónimo de Hierarchic Electromagnetic Code of the Universities of Vigo and Extremadura. Hacemos uso de ese nombre para nombrar al macrogrupo formado por el grupo dirigido por mi en la Universidad de Extremadura y el dirigido por Fernando Obelleiro en la Universidad de Vigo. Hacemos llamar a nuestro código HEMCUVE++ (HEMCUVE más 1). El código es altamente escalable y aprovecha de manera muy eficiente arquitecturas de computación híbridas que usan a la vez memoria compartida y distribuida. Está realizado en C++, y utiliza los estándares OpenMP y MPI.

lunes, 16 de agosto de 2010

The billion one Challenge

El 15 de agosto de 2010 el equipo HEMCUVE formado por científicos de las universidades de Extremadura y Vigo han analizado el mayor problema electromagnético de la historia conteniendo más de un billón de incógnitas. El problema analizado es la sección radar de la NASA Almond a la frecuencia aproximada de 3,5 THz.

El análisis se ha realizado en el supercomputador Finis Terrae (desarrollado por HP) del CESGA utilizando para ello un total de 1024 procesadores Itanium, 4,3 TB de memoria RAM y menos de 24 horas de cómputo total.

El trabajo ha sido llevado a cabo mediante un acceso al CESGA financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. Esta acción da respuesta a varios de los hitos que el equipo está desarrollando en el proyecto Consolider-Ingenio TERASENSE, donde se desarrollan nuevas metodologías y equipos en el campo de los terahercios y la nanotecnología.

Este récord mundial en el campo del electromagnetismo supera la cifra del billón de incógnitas, considerado como uno de los grandes retos científicos del electromagnetismo computacional del siglo XXI.

miércoles, 16 de junio de 2010

Itanium Innovation Award 2010 finalist

El equipo HEMCUVE (Universidad de Extremadura y Universidad de Vigo) junto con la fundación COMPUTAEX ha sido anunciado como finalista de los Itanium Innovation Awards 2010 en la categoría de Computationally Intensive Applications. El premio será anunciado en ceremonia de Gala en San Francisco el 14 de septiembre de 2010. Los otros dos finalistas son eBay y la Universidad de Málaga (enhorabuena a otra institución española por optar al premio).

Esta es la segunda vez que el grupo HEMCUVE es candidata al premio. En 2009 el premio se otorgó a HEMCUVE junto con el CESGA. Esperamos volver a tener suerte en esta segunda nominación.

El jurado ha valorado las nuevas estrategias de computación de problemas electromagnéticos específicamente diseñadas para servidores basados en la tecnología itanium, que han servido para resolver problemas prácticos relacionados con el mundo de la automoción. Estos problemas son los más grandes resueltos hasta la fecha en electromagnetismo en todo el mundo.

Por otra parte, la fundación COMPUTAEX ha sido galardonada con el Itanium Innovation Award 2010 en la categoría de Humanitarian Impact por su contribución al avance científico y social con su número importantes de proyectos que se están llevando a cabo.

Más información: www.computaex.es

Caso de éxito resuelto por HEMCUVE. Respuesta electromagnética de un Citröen C3 a 79GHz



miércoles, 23 de diciembre de 2009

Record del mundo en el supercomputador Lusitania







El grupo de investigación HEMCUVE, formado por científicos de la Universidad de Extremadura y de la Universidad de Vigo, junto con el Centro Extremeño de Investigación, Innovación Tecnológica y Supercomputación (CénitS) han resuelto el problema electromagnético más grande jamás analizado en el Supercomputador extremeño Lusitania.

En concreto se ha resuelto un problema con 620 millones de incógnitas para modelar el comportamiento electromagnético de un automóvil a frecuencias de 79GHz de forma rigurosa. Esta nueva marca supera el anterior record de 500 millones de incógnitas que poseía el mismo grupo en el supercomputador Finis Terrae del CESGA. Triplica el máximo problema que otros científicos han conseguido resolver (en concreto del grupo BILCEM liderado por Levent Gürel).

Para la consecución de este hito se han utilizado los 256 núcleos de procesamiento de Lusitania y 1.6TB de memoria RAM, y un total de 20 horas de uso del supercomputador.

Los datos del análisis realizado serviran de base para el diseño de los nuevos sistemas de seguridad automovilística(tanto de sistemas anticolisión como sistemas de guiado o sistemas radar), para los que la Unión Europea ha asignado la banda de 79GHz.

El equipo HEMCUVE, ha sido galardonado este año con los premios internacionales PRACE e Itanium Innovation por su contribución al electrognetismo en la esfera de la supercomputación. El grupo está liderado por los profesores José Manuel Taboada y Luis Landesa en la Universidad de Extremadura y por Fernando Obelleiro y José Luis Rodriguez de la Universidad de Vigo. José Manuel Taboada ha destacado que haber conseguido este record es fruto de numerosas contribuciones científicas del grupo; por su parte Luis Landesa ha destacado las especiales características del supercomputador extremeño Lusitania que lo hacen muy indicado para la consecución de grandes hitos científicos.

El CénitS que alberga el supercomputador Lusitania en Trujillo, inaugurado este año, es el centro de referencia en Supercomputación en Extremadura. Está dirigido por el Doctor en Ingeniería Informática José Luis González Sánchez quien ha destacado el excelente comportamiento y la gran acogida del supercomputador extremeño en su menos de un año de andadura; al igual que éste logro mundial se están produciendo otros hitos no menos importantes gracias a Lusitania.

Más información en http://cenits.es y en http://tsc.unex.es/~llandesa/


jueves, 24 de septiembre de 2009

Itanium Innovation Award 2009: Computationally Intensive Applications WINNER


The Itanium Solutions Alliance has announced the winners of its third annual Itanium Innovation Awards. In the category of Computationally Intensive Applications the winner has been the team formed by University of Extremadura, University of Vigo and Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA). This award has been announced in September 23, in a Gala ceremony in San Francisco at the San Francisco Museum of Modern Art.

This prize award the research in Computational Electromagnetics using the Finis Terrae Supercomputer to analyze massive computational electromagnetics problems, the largest with more than 500 million unknowns, for improvement of design in industry.

We accept this very important award for the work in CESGA, Finisterrae, using Itanium-based HP Integrity servers with 1,024 parallel processors and 6TB of memory in attaining the first-of-its-kind solution. The Itanium architecture was key to the success of the effort, as the rigorous integral equation-based solvers used in computational electromagnetics consume massive amounts of RAM memory in such large-scale, real-world calculations.

miércoles, 29 de julio de 2009

Itanium Innovation Awards 2009


Recently, Intel Itanium Solutions Alliance inform us that we are finalists to the Itanium Innovation Awards 2009 in the Category of Computationally Intensive Applications, for our work in Computational Electromagnetics.

The Winner will be announced at the 2009 Innovation Awards Celebration on September 23, 2009 at the San Francisco Museum of Modern Art.

The finalists are (1) CESGA/University of Extremadura/University of Vigo, (2) University of Warwick in the United Kingdom, (3) Revenue Management Solutions, and (4) HOPS International

More information in: http://www.itaniumsolutions.org/itanium_innovation_awards

lunes, 20 de abril de 2009

PRACE Award 2009

Our work in scalable supercomputing in electromagnetics has been awared with the PRACE Award 2009.

This is an important award in High Performance Computing (HPC) and Supercomputing.

We will receive this prize in the International Supercomputing Conference (ISC'09) at Hamburg.