Scientific Data Center Trend ( 사이버 R&D 인프라 구축 ) 2008. 10. 17 e-Science 사업단 사이버인프라사업팀 장행진

1. Scientific Data Center Trend ( 사이버 R&D 인프라 구축 ) 2008. 10. 17 e-Science 사업단 사이버인프라사업팀 장행진

2. 1. 사이버 인프라 추진 배경 2. 사이버 인프라 비전 3. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황 4. 국가 대용량 실험 데이터센터 주요 사업 내용 5. 추진 체계 및 전략 6. ‘08년도 Alice Tier2 시범 사업 현황 7. 기대효과

3. 21세기 과학과 공학 및 교육의 혁신 • 국가 과학과 공학의 미래 진보를 위하여 체계적이고 장기적인 투자 • 현대의 과학은 실험으로 관찰되거나 반복될 수 없는 현상의 탐구 추구 • 과학·교육의 발전을 위한 포괄적인 하부구조를 사이버인프라(CI)로 전환 국가 CI(CyberInfrastructure) 구축 선도 사이버 인프라 추진 배경 • 첨단 시뮬레이션 도구와 분산된 유무선 관측 네트워크 복합체와 같은 새로운 IT 역량의 활용을 요구함 • 컴퓨팅·네트워크 인프라 활용을 통해 새로운 패러다임의 과학적 발견 추구 • IT의 극적인 발전을 활용할 수 있는 기회 • CI : 과학적 데이터와 정보와 지식을 생성하고 확산·보전하기 위한 인프라 활용

4.  첨단연구장비 공동 활용 CI 구축을 추가하는 추세임 • 페타 스케일 컴퓨팅 CI 구축 • 페타 스케일 실험 데이터 수집, 분석, 가시화, 협업을 지원 CI 구축 • 가상조직(VO) 기반의 분산된 글로벌 커뮤니티를 통합하는 CI 구축 • 교육 및 훈련을 위한 CI 구축 사이버 인프라 비전 • 페타 규모의 High-Capacity / High-Throughput Computing 플랫폼 구축 • Cyber Resource 기반 Computational Grid 인프라 • 데이터 그리드 컴퓨팅기반의글로벌 실험 데이터 센터 • Optical Network 기반 Cyber Collaboration 인프라 구축 • e-Science 기반의 Cyber Education / t-Infrastrucutre 구축 • Cyber Collaborative 인프라 / 가상실험실, 첨단연구 장비 원격제어

5. 사이버 인프라 비전- 데이터 그리드 컴퓨팅

6. 사이버 인프라 비전-외국 예산 투입

7. 미국 : Cyberinfrastructure Vision for 21st Century Discovery • 영국 : e-Infrastructure • 유럽 : FP6  FP7 사이버 인프라 비전-데이터 센터 발전 • 2006년 ~ 2010 추진중 • DataNet project 추진 중 ( 2008. 11. 13, 초안 제출) • 5개 사업, 40억/년 지원 예정, 200억/5개 과학 데이터 센터 구축 • 2004년 ~ 2014 추진중 • 국가주도 대용량 실험 데이터 확보 및 Data Storage 확장 • 21세기 정보 전략 정책을 수립중 (2008년 추진) • 2007년 ~ 2013 추진중 • European Grid Initiative (EGI) Design Study 정책 수립 / FP7 (2008~) - 각국의 NGI 프로젝트 중심의 새로운 범 유럽 사이버인프라 구축 추진 • CERN 중심의 가속기 기반의 Tier-architecture의 WLCG 구축

8. 사이버 인프라 비전-데이터 집약형 분야

9. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황-가속기 현황

10. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황- 방사광가속기

11. Hundred million electron volts Beamlines /gun Optics hutches Experimental Hutches User Cabin 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황- 방사광가속기 • 가속기 안의 원통형 주위에 삽입된 자석 어레이를 이용한 빔을 충돌 • 고집적인 얇은 전자기 광선 만들어냄 • 30연간(5억파운드,3세대(GeV) • 최첨단 실험 스테이션 구축

12. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황-방사광가속기 -7개 빔라인(’08) -11개 빔라인(’11) -40개 개로 추가(30년) (다양한 융합기술연계)

13. CERN의 LHC 양성자 가속기 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황

14. CERN 배경 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황 • CERN : Conseil Europeen(ne) pour la Recherche Nucleaire • 2,600 full-time employees • 80여개국의 8,000 여명의 과학자/기술자 근무 • 1989년-2,000년 LEP 가속기, 그후 LHC 건설(8년, 2,000명) • 2008년도 총 1,076M 스위스 프랑 = 9,400억원 • - 1위 : 독일 209 M CHF • - 2위 : 영국 187 M CHF • - 3위 : 프랑스 161 M CHF • - 4위 : 이태리 123 M CHF • 총 설치비용: 4.5-5조 • 년 운영비: 5천억원

15. CERN WLCG Tier1 센터 • Tree-Hierarchy/Tiers 구조로 데이터 그리드가 구축됨 • Tier0/ Tier1/ Tier2/ Tier3 구성으로 데이터 공유 및 분석 작업 수행 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황

16. WLCG Tiers 센터 역할 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황 LCG Service Hierarchy CERN

17. IN2P3 RAL PIC NDGF NL-T1 ASGC CERN(T0) Fermilab BNL KIT TRIUMF INFN CERN(T1) • Tiers-Architecture of WLCG LHCb CMS ATLAS ALICE 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황 Tier1 (11개) Tier2 (140개) Tier3 (연구실)

18. CERN 중심 WLCG Collaboration 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황

19. Fermilab의 CDF 양성자 가속기 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황

20. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황- Fermilab(검출기)

21. KEK의 Belle 양성자 가속기 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황 * KISTI – Regional Center

22. 해외 가속기 대용량 실험 데이터 현황-KEK 검출기

23. ’08 Alice Tier2 데이터 팜 시범 사업 • Feb. 2007 : Official ALICE-LCG Site • Oct. 2007 : KICOS/MEST – CERN MoU • 2008 International Summer School on e-Science and Grid Computing

24. ’08 Alice Tier2 시범 사업 현황 24

25. ’08 Alice Tier2 시범 사업 현황 109.5% of pledged ~8,000 jobs / month 25

26. 1.21 % ’08 Alice Tier2 시범 사업 현황

27. 국가 대용량 실험 데이터 센터 시스템 구축 • 6개 국가 데이터센터 중심의 글로벌 KWLCG 인프라 구축 • 3개 연구소 가속기 실험데이터 공유 및 공동활용 대용량 실험 데이터 센터 주요 사업 내용 • 기본인프라 구축 및 서비스(’09~’11) : 2,000CPU, 1,500TB 규모 시스템 구축 • 본사업(’12) : 4,000CPU, 3,000TB 규모 확장 • 30,000CPU, 30,000TB(30PB) 규모의 실험데이터 공동활용 참여 • < CERN(스), Fermilab(미), KEK(일) > + < IN2P3(프), INFN(이) > • ALICE, CGCC(CDF), (Super)Belle 실험 공동 참여 • CERN : 700TB 규모 ALICE 실험데이터 공유 • Fermilab : 400TB 규모 CDF 실험데이터 공유 • KEK : 400TB 규모 (Super)Belle 실험데이터 공유

28. 데이터센터 서비스 및 글로벌 협력체제 구축 • 모의실험데이터 생성 및 성과확산 • 타분야 실험/관측 데이터센터 구축기술 지원 대용량 실험 데이터 센터 주요 사업 내용(계속) • 4개국가 중심의 24시간 글로벌 데이터 그리드 컴퓨팅 서비스 • 데이터센터간 데이터 공유 및 처리 • 데이터센터간 연계기술 개발 참여 및 응용기술 지원 • 고에너지물리분야 모의실험데이터 생성 및 활용 지원 • 차세대 가속기(ILC) 개발을 위한 시뮬레이션 환경 제공 • 의료(암치료), 핵물리, 천체핵반응 등 데이터집약형 응용연구 지원 • 사용자 커뮤니티 구축 및 성과확산 • 국립보건연구원 면역역학 정보 데이터센터 구축 참여예정 (공동연구기관) • 생명공학연구소 생명연구자원 데이터 그리드 컴퓨팅 협력 추진 • 국립암센터, 가천의대길병원과 의료데이터 활용 가상병원 및 교육시스템 시범 연구

29. 인프라 구축 • 글로벌 데이터 센터 고도화 • 해외 데이터센터와의 고속 네트워크 연결(10G) • 입자물리분야 국제 커뮤니티와의 공동 실험 추진 • 해외 원천 데이터 보유 기관의 실험 데이터 확보 데이터 센터 주요 업무 및 요구 기술 • gLite 기반 데이터 팜 구축 • 대용량 데이터의 송수신 및 처리를 위한 미들웨어 기술 확보 및 적용 • WLCG 팜들과의 상호 24시간 연동을 위한 그리드 기술 적용 및 개발 • 주요 기관과의 상시 연동을 위한 상호 기술 협력 체제 구축 및 협력( 주1회 국제 운영자 회의 및 수시 협력 회의, 주요 정책 및 기술회의 참여/주도 ) • CERN, Fermilab, KEK 등과의 공식적인 MoU 체결  안정적 데이터 확보 • 데이터의 실험데이터 센터 내 저장 및 인덱싱, 서비스 • 과학기술협업망(GLORIAD) 활용 네트워크 연동 및 고속 송수신 안정성에 대한 수시 점검 및 개선 • ALICE(CERN), CDF(CGCC/Fermilab), SuperBelle(KEK) 실험에 대한국내외 연구자 커뮤니티 참여 및 기술 지원

30. 글로벌 대용량 실험데이터 센터 구축 및 서비스 데이터 획득 데이터 활용 초대형 실험장치 대형 관측장비 입자물리 지구환경 KEK 추진전략 및 체계(1) 데이터집약형 기초과학연구 선도 대용량실험데이터이용지원센터 글로벌 대용량 실험 데이터 그리드 IN2P3 KISTI Fermilab. INFN CERN

31. 실험데이터 생성 및 활용 체계 추진전략 및 체계(2) Alice Tier2 Data Farm IN2P3-CC CERN LHC 국가 대용량 실험 데이터 이용 센터 구축 HEP Data Grid CDF Core Data Farm FNAL F-CDCC Super Belle Core Data Farm KEK SB-CC

32. 모의실험 ALICE CDF SuperBelle 국제공동실험 지원 대용량실험데이터 이용지원센터 인프라활용 및 기술지원 데이터생성 데이터생성 원천 실험데이터 확보 Fermilab CERN 데이터생성 KEK 추진전략 및 체계(3)

33. 추진전략 및 체계(4) 대용량 실험 데이터 공동 활용 체계 10Gbps TEVATRON LHC KEKB (Fermilab) (양성자-반양성자) (CERN, Alice) (KEK) (납이온-납이온) (전자-양전자)

34. 국내연구자 150명/23개기관 추진전략 및 체계(4) * 단계별 사업 추진 시범사업 (1단계) 확장사업 (2단계) 고에너지 물리 CERN (유럽) Fermilab (미국) KEK (일본) (중국) 캐나다, 러시아 의과학 지구환경 데이터 확보 표준모형, 새로운입자 탐색 대용량실험데이터 이용지원센터 플라즈마 상태 우주기원탐색 수요자 활용연구 의료, 바이오 분야 모의실험 국제선형가속기 모델링 기대효과 • 첨단 실험데이터/자원 공유, 글로벌 거대규모 연구 • 해외 데이터를 활용한 국내 연구 지속 • 방문시간 및 비용 절약 • 향후, 실험중단 대비, 첨단 실험데이터의 안정적 확보 • 지구환경 등 타분야 확장을 위한 인프라 확보 • 기초과학연구 지원을 위한 국가차원 인프라로 발전

35. 기대효과 고부가 가속기 실험데이터 공동 활용 기반 국가 부존자원화로 기초과학육성 해외 실험데이터의 확보와 공동 활용을 통한 국내 연구자의 대외의존성 해소 미국, 일본, 유럽 등 전 세계 입자물리 분야의 글로벌 커뮤니티 참여로 가속기 기반의 기초과학 및 IT 등 관련 분야의 기술 경쟁력 확보 및 선도 향후, 대규모 실험데이터를 수반하는 국가 데이터집약형 기초과학 연구의 아태지역 허브 역할 수행

36. 대용량실험데이터이용지원센터 이용 예정자 현황 기대효과(계속)