Scheda LSQR-Exa FINAL




Informazioni generali

Mini Grant 2022: LSQR-based applications involving Big Data for Exascale systems

LSQR-Exa

Progetto

RSN5

RSN2

Attività: Nuova; Data inizio: 2023; Data fine: 2024

valentina.cesare valentina.cesare@inaf.it

Questo progetto è mirato allo studio della scalabilità, stabilità numerica e bilancio energetico di applicazioni basate sul metodo LSQR per matrici molto grandi e sparse. Come caso studio, viene usato il codice AVU-GSR per la missione Gaia, il quale risolve un sistema di equazioni con una matrice grande e sparsa di ~10^11x10^8 elementi. Il codice, precedentemente parallelizzato con MPI+OpenMP, è stato recentemente portato sulla GPU con CUDA, raggiungendo uno speedup di ~14. Questo studio esplorerà le prestazioni, la stabilità numerica ed il profilo energetico del codice, validando questa analisi su piattaforme pre-Exascale. Questo lavoro è rilevante al programma del “Centro Nazionale HPC-BigData e Quantum Computing–PNRR in Future Computing” in cui INAF partecipa.

This project aims to study the scalability, numerical stability, and power balance of applications based on the LSQR method for very large and sparse matrixes. As a test case, the Gaia AVU-GSR code, which solves a system of equations with a large and sparse matrix of ~10^11x10^8 elements, is used. The code, firstly parallelized with MPI+OpenMP, has been recently ported on the GPU with CUDA, reaching a speedup of ~14. This study will explore the performance, the numerical stability, and the energy profile of the code, validating this analysis on pre-Exascale platforms. This work is relevant to the program of the “Centro Nazionale HPC-BigData e Quantum Computing–PNRR in Future Computing” in which INAF participates.

Struttura ed evoluzione stellare, incluse le fasi finali

Tecnologie per Astronomia Ottica ed Infrarossa

Tecnologie Informatiche e software

Tecnologie per osservazioni da spazio


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 5
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
O.A. CATANIA 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 0.30
O.A. TORINO 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
Totali 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 0.30

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
10.0 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 https://doi.org/10.1016/j.ascom.2022.100660 Titolo: The Gaia AVU–GSR parallel solver: Preliminary studies of a LSQR-based application in perspective of exascale systems Autori: Valentina Cesare, Ugo Becciani, Alberto Vecchiato, Mario Gilberto Lattanzi, Fabio Pitari, Mario Raciti, Giuseppe Tudisco, Marco Aldinucci, Beatrice Bucciarelli
2 https://doi.org/10.20371/INAF/TechRep/164 Titolo: The MPI+CUDA Gaia AVU-GSR Parallel Solver in perspective of next-generation Exascale Infrastructures and new Green Computing milestones Autori: Valentina Cesare, Ugo Becciani, Alberto Vecchiato
3 https://doi.org/10.20371/INAF/TechRep/163 Titolo: The Gaia AVU-GSR parallel solver: preliminary porting with OpenACC parallelization language of a LSQR-based application in perspective of exascale systems Autori: Valentina Cesare, Ugo Becciani, Alberto Vecchiato, Fabio Pitari, Mario Raciti, Giuseppe Tudisco, Marco Aldinucci
4 https://doi.org/10.1016/j.jpdc.2021.05.017 Titolo: Practical Parallelization of Scientific Applications with OpenMP, OpenACC and MPI Autori: Marco Aldinucci, Valentina Cesare, Iacopo Colonnelli, Alberto Riccardo Martinelli, Gianluca Mittone, Barbara Cantalupo, Carlo Cavazzoni, Maurizio Drocco
5 https://doi.org/10.1109/PDP50117.2020.00064 Titolo: Practical Parallelization of Scientific Applications Autori: Valentina Cesare, Iacopo Colonnelli, Marco Aldinucci



Informazioni Pubbliche

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<p>Leonardo; Tecnopolo di Bologna; CINECA; HPC4AI</p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 valentina.cesare valentina.cesare@inaf.it O.A. CATANIA N ASSEGNISTA Principal Investigator (PI) X X X X X X X OK
2 ugo.becciani ugo.becciani@inaf.it O.A. CATANIA Y PRIMO TECNOLOGO Collaboratore X X X X X X X OK
3 alberto.vecchiato alberto.vecchiato@inaf.it O.A. TORINO Y RICERCATORE Collaboratore X X X X X X X OK
4 mario.lattanzi mario.lattanzi@inaf.it O.A. TORINO Y DIRIGENTE DI RICERCA Collaboratore X X X X X X X OK
5 beatrice.bucciarelli beatrice.bucciarelli@inaf.it O.A. TORINO Y RICERCATORE Collaboratore X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Finanziamento Mini Grant 2022


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 1.05.12.04.05 10 10 0 0 0 0 20 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)