左图：敏感性分析，用于识别地球内部现有技术无法解释震波图的区域;

　　右图：2009拉奎拉地震模拟峰值地面速度(PGV) 图，评估地面运动对人文建筑影响的关键指标。

　　项目介绍

　　Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)由多个意大利科研机构于1999年合并而成，其任务是通过先进的设备网络观察、监测和了解地理现象和预测整个意大利国土的地震和火山活动情况。

　　作为自然灾害评估的专业机构，INGV支持全国、欧洲乃至全球范围关键的风险防范项目，包括由火山爆发引起的空中交通突发事件的预报和管理，石油泄漏所造成的污染影响的预防，以及大气上层中太阳风暴等相关干扰的预报。在这个极具挑战和竞争的背景下，INGV还为意大利政府在评估和防范风险方面提供建议，例如：建议为地震区的新建和改造建筑物制定和更新所需参数。

　　挑战

　　当地震危机发生时，INGV的科学家必须进行高优先级的分析，以支持政府的官方沟通。因此，INGV HPC基础架构的一个关键要求是它必须有效地支持这些高优先级的任务。

　　HPC系统经理Daniele Melini说：“在情急事件中，我们政府依赖于我们，反应时间对于公共安全至关重要。因此，我们需要一个值得依赖、高效的HPC基础架构以获取快速而精确的计算结果。”

　　而且，由于INGV的研究计算多种多样，从技术角度来看，INGV的计算机必须能够轻松地处理异构工作负载。例如，大规模并行作业和单程序多数据处理任务。“我们的作业调度管理器必须具备同时处理多种任务的能力，以及平衡我们的用户和应用程序的不同要求。”Melini如此解释。

　　此外，由于INGV的计算资源是由专业科研人员来运行，高效的远程技术支持就显得至关重要。“我们不能因为等待供应商技术支持响应而延缓工作，更糟的是因不明真相的答复或较少参与的支持人员而偏离正轨。我们需要最高级别的系统支持，以提供INGV所著称的高品质的结果。”

　　因此，当他们采购新的HPC集群系统时，INGV需要工作负载管理系统的供应商满足以下要求：

　　Ø 可依赖的高度可靠的产品

　　Ø 简单易用，便于管理

　　Ø 一流的全球客户支持

　　解决方案

　　左图：HP刀片系统，满足因需而变的技术架构;

　　右图：2009年拉奎拉地震波场模拟快照，突出了沉积盆地的影响，它的存在可导致地震动放大效应。

　　在为他们新的HP集群系统评估工作负载管理系统时，在选定Altair PBS Professional®之前，INGV考察了多个选项，包括开源版的Oracle Grid Engine。

　　“我们试了试Grid Engine，发现很难安装和和配置。” Melini说，“所以我们决定尝试PBS Professional。”此外，INGV还有几个用开源的Torque调度器的小系统，但INGV决定为他们的新系统采用一个商业级的工作负载管理产品。

　　“安装相当简单——第一次安装由Altair技术支持在短短几天内用远程完成。”Melini说。随后INGV的人员完成升级，配置仅用了数小时。

　　现在，INGV使用PBS Professional作为调度器和资源管理器管理两个HP集群，总共高达1280个CPU核，这些系统用于科研和意大利地震台网的数据处理。每天大约30个INGV研究人员将作业提交到集群中，他们主要来自于国家地震中心(CNT)以及地震和地壳构造物理部门，涵盖广泛的科学问题，涉及大量的数据分析和CPU密集型模拟和成像。

　　INGV的HPC硬件是HP刀片系统，有ProLiant BL465c和BL460c Gen8刀片，涵盖了2个集群的112个服务器刀片。PBS Professional和HP的Insight集群管理工具部署于DL385 G7和DL380 Gen8的前端节点上，另外还有两个交互式节点，DL580 G7和DL980 G7，用于运行后处理和可视化任务。集群存储是基于两个P2000构建的并行文件系统，由5台DL385 G7来管理。

　　结论

　　INGV证实了采用PBS Professional作为他们集群负载管理器的优点：

　　Ø 高度可靠：INGV可准时得到他们的关键结果。

　　Ø 灵活机动：PBS Professional可轻松应对INGV的多种计算需求。

　　Ø 简单易用：PBS Professional容易上手，便于使用。

　　Ø 出色支持：INGV员工无需专业知识即可管理整个系统。

　　“另外，因为我们的系统用于范围广泛的应用程序，每个都有不同的技术要求，调度器在优先级策略方面具有高度灵活性是非常重要的。”Melini说，“PBS Professional在这方面的是非常灵活的。我们可以定义反映我们用户组织异构性的复杂的用户策略和优先级。”

　　下一步会怎么做? INGV计划探索PBS Professional的其他功能。Melini说，“我们对于部署‘绿色配置’功能非常感兴趣，即关闭未使用的集群节点以节省能源。”

　　“我们也尝试了PBS Analytics™，发现它非常有用，可了解我们基础架构的使用情况，以及该在哪些方面进行硬件升级。”Melini说，“我们期待着探索PBS Works的其他产品，这一定会增加我们工作的成功率。”

　　关于Altair公司

　　Altair公司是世界领先的工程设计技术的开发者之一，也是一家具有全球深厚工程技术底蕴的优秀CAE工程公司。Altair 公司拥有多元化的业务主线，其技术涵盖高端CAE仿真和优化技术、数据管理及流程自动化、高性能计算与网络计算技术，同时具备一流的产品设计、流程定制、二次开发等咨询服务能力。Altair目前为私人所有，总部设在美国底特律，在全球拥有1800多位员工，分支机构遍及美洲、欧洲及亚太地区。凭借其在产品设计、先进CAE工程软件开发和网格计算技术等方面拥有27年的经验，Altair不断为各个行业的客户创造竞争优势。

　　企业级CAE仿真平台

　　构建于设计优化、性能数据管理和流程自动化的基础理念之上，HyperWorks是一个企业级的仿真解决方案，用于加快企业设计开发和决策过程。作为业界最全面的开放构架的CAE解决方案，HyperWorks包括第一流的建模、分析、可视化和数据管理解决方案，适用于线性、非线性、结构优化、流固耦合和多刚体动力学等多个领域。

　　产品创新咨询服务

　　Altair产品设计咨询团队(ProductDesign)是一个提供创新的、端对端解决方案的、全球性的多学科产品研发和工程咨询团队，向全球客户提供全面的工程咨询服务，其设计方案能够综合产品可用性、适用性、高性能、多需求、低成本等多个方面的因素。通过领先的研发流程和丰富的行业经验，帮助客户产品以更快的速度投向市场。

　　网格计算和资源管理平台

　　Altair PBS Works 帮助制造业、资源勘探、地球科学、天气预报、计算化学、制药、金融和娱乐行业的企业、学校和研究机构最大化其计算软硬件资源的投资回报。PBS Works系统作为Altair HyperWorks家族中的成员，帮助制造业用户在实现大规模CAE仿真的同时按照需求有效地利用企业的计算资源，包括网格、集群和其他计算系统。