Dal Medioevo all’era dell’intelligenza artificiale, la storia dell’Università di Pisa (UniPi) è una storia di avanguardia e innovazione nel campo del sapere e anche della tecnologia digitale. L’ateneo fondato nel 1343 nella città della torre pendente è tra i pionieri dell’informatica, avendo inventato negli anni Cinquanta la “Calcolatrice Elettronica Pisana”, cioè il primo calcolatore elettronico per attività di ricerca scientifica. Oggi UniPi è la culla di attività di ricerca avanzata in campi che spaziano dalle scienze naturali e sociali alla medicina, dall’ingegneria all’agricoltura, fino alle scienze applicate. Il data center “verde” dell’ateneo, inaugurato nel 2016, sorregge iniziative di innovazione digitale che spaziano dai calcoli Big Data, all’High Performance Computing, all’intelligenza artificiale.
Per portare avanti attività di addestramento dei modelli di AI e di inferenza, si è scelto di installare nel data center due sistemi Nvidia Dgx, ovvero soluzioni hardware e software, dotate di Gpu, adatte per il calcolo ad alte prestazioni e per i carichi di lavoro di intelligenza artificiale. L’ateneo ha quindi dovuto affrontare alcune sfide legate all’archiviazione dei dati.
Trattandosi di applicazioni che generano un grande volume di dati, è sorta la necessità di uno storage capiente e soprattutto scabile. Inoltre l’elaborazione AI in tempo reale richiede ritardi minimi nell’accesso ai dati, ovvero una bassa latenza. Una terza caratteristica peculiare delle applicazioni di AI sono i pattern di accesso ai dati, che sono frequenti e imprevedibili: i sistemi di archiviazione tradizionali, pensati per le letture e scritture sequenziali, si rivelano non adatti. Si voleva, inoltre, potenziare la sicurezza e la continuità operativa.
Per tutte queste ragioni l’Università si è rivolta a E4 Computer Engineering, suo storico partner tecnologico, e alla tecnologia software di Xinnor, per realizzare una soluzione di storage ad alte prestazioni ottimizzata per supercalcolo e AI. In qualità di system integrator, E4 ha svolto un ruolo primario nella progettazione e implementazione: quella realizzata è una soluzione che integra il software per l’archiviazione xiRAID di Xinnor con BeeGFS, un file system adatto per il calcolo ad alte prestazioni.
La soluzione a due nodi in configurazione RAID 6 (Immagine: E4 Computer Engineering)
La soluzione comprende due nodi di storage (basati su due server identici con la stessa configurazione hardware e software), ciascuno dei quali lavora con xiRAID ed è configurato in modo tale da scongiurare interruzioni o perdite di dati anche in caso di guasti in una o due unità. In pratica, il server di gestione viene eseguito su un’infrastruttura hypervisor esterna e se uno dei due nodi si guasta le operazioni possono continuare sul punto di montaggio servito dal pool di storage del nodo rimasto operativo.
“La collaborazione tra Xinnor, E4 e l’Università di Pisa è un esempio di innovazione in azione”, dichiara Davide Villa, chief revenue officer di Xinnor. “Integrando xiRAID, abbiamo affrontato le complesse sfide di storage dell’AI dell’università, fornendo una soluzione tanto affidabile quanto performante”.
L’infrastruttura realizzata è capace di elevatissime prestazioni: in test che hanno coinvolto fino a 128 processi per nodo sono state raggiunte velocità di lettura di 29,2 GB/s e velocità di scrittura di 25,8 GB/s. “L'integrazione di xiRAID con BeeGFS ha trasformato la nostra infrastruttura di storage, permettendoci di spingerci oltre i confini della ricerca sull’intelligenza artificiale”, commenta Maurizio Davini, chief technology officer dell’Università di Pisa. “Le prestazioni e l’affidabilità del sistema hanno superato le nostre aspettative, consentendo ai nostri ricercatori di concentrarsi sull'innovazione senza essere ostacolati da limitazioni dello storage. La collaborazione con E4 e Xinnor è stata fondamentale per mantenere la nostra leadership nell’ambito della ricerca computazionale”.