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ITALIAN NATIONAL AGENCYFOR NEW TECNOLOGY, ENERGY
AND THE ENVIRONMENT
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CRESCO – Centro Computazionale di
RicErca sui Sistemi Complessi
Programma Operativo Nazionale 2000-2006 “Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione”
Misura II.2 “Società dell’Informazione per il Sistema Scientifico Meridionale”Azione a – Sistemi di calcolo e simulazione ad alte prestazioni
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Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
Obiettivi infrastrutturali•Realizzazione di un Polo di calcolo di eccellenza presso il Centro ENEA di Portici•Sviluppo di una nuova classe di funzionalità innovative di GRID Computing
Obiettivi applicativi•Implementazione di soluzioni innovative di GRID computing per le attività di R&S di punta dell’ENEA che richiedano l’utilizzo di risorse computazionali estremamente importanti.•Studio di oggetti biologici dal punto di vista “sistemico” e di sistemi naturali secondo il paradigma dei sistemi complessi•Studio di sistemi tecnologici e sociali complessi e delle loro mutue interazioni, realizzazione di strumenti per il modelling, la simulazione e il controllo
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Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA
•la ricerca - Supporto (di tipo sia capacity che capability), attraverso l’utilizzo dell’infrastruttura di calcolo, ad attività di ricerca già in corso di svolgimento nell’Ente nell’ambito delle linee programmatiche esistenti. Tali attività potranno anche avere una focalizzazione di natura industriale
•la formazione – Potenziamento delle attività di formazione, in collaborazione con alcune sedi universitarie, al fine di supportare la diffusione delle metodologie sviluppate all’interno del Polo Multidisciplinare negli ambiti tematici oggetto di studio e ricerca. Ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al successivo reclutamento di personale
•il trasferimento tecnologico – Attivazione di percorsi e strumenti per favorire l’applicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di partner idonei (“industrial-exploitation partner”).
Il Progetto CRESCOCentro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
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ICT – SCENARIO EVOLUTIVO
Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni
ENEA
ENEA (CRESCO)
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Macrostruttura del progetto
Silvio MIGLIORIResp. Scientifico
Comitato Scientifico
Sandro TAGLIENTIDirettore INFO
Andrea QUINTILIANIResp. Amministrativo
Silvio MIGLIORICoord. LA1
Vittorio ROSATO Coord. LA2
Sandro BOLOGNACoord. LA3
Comunicazione e Mktg(TBD)
Prof. Jack DongarraProf. Umberto FerrariProf. Agostino MathisProf. Salvatore TucciProf. Samuel Varnado
Direttore CAMO
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Le tre linee di attività di CRESCO
Sviluppo software per i servizi finali all’utenza
LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing
LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi
LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze
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LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing
Sottoprogetti
SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCNSP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura
GRID e di grafica 3DSP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici
applicativi in settori di R&S di puntaSP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per
l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID
SP I.5 Web archives
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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN
• Allestimento sala Calcolo– Alimentazione Elettrica predisposta 400 KVA– Condizionamento in fase di completamento– Ambienti accessori in fase di completametento
• Allestimento Uffici nuovi ricercatori– Pronti per i nuovi arrivi
• Adeguamento connessione GARR – Il GARR ha approvato la messa a disposizione di fibre
spente;• Acquisizione Supercalcolatore
– Iniziata la fase di stesura della specifica di acquisto
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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN
• Sala Calcolo CRESCO Portici
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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN
Quadri elettrici ed accesso Sala controllo sistemi
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SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN
Nuovi Uffici CRESCO
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Ambiente GRID per CRESCO
• Progettazione struttura dati per le aree progettuali e inizio dell’ implementazione
• Progettazione della modalità di inserimento dei software e della documentazione relativi al progetto
• Progettazione e realizzazione di un tool di amministrazione capace di delegare la gestione delle aree progettuali
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Struttura generale dati CRESCO
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Struttura dati SPX.X CRESCO
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Struttura dati SPX.X CRESCO
Frascatii Portici AFS enea.it
Dati Sottoprogetto SP Cresco
Dati Utente Cresco
I Lanciatori multipiattaforma anno una visibilità globale unica
\afs\enea.it\project\cresco\....... AIX
SGI
Linux
Tool GRID Portale GRID
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WARC: amministratori “super” e di Sito
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WARC: amministratori di progetto
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Attività di supporto e formazione
• Create delle utenze esterne ENEA-GRID dedicate al progetto (circa 20)
• Creazione dei tutorial per l’utilizzo della GRID;
• I primi ricercatori esterni hanno iniziato a sviluppare e lavorare nell’ambiente generato;
• Creazione del sito web di progetto www.cresco.enea.it
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WARC: amministratori di progetto
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SPI.2.1 Integrazione ENEA-GRID con altre GRID
Integrazione con •EGEE
•GRID.ITMildware LCG
Integrazione con BINGRDMildware UNICORE
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SPI.2.3 Integrazione del controllo remoto di un
microscopio TEM • Realizzata l’integrazione di base, è iniziata un’attività di ricerca e sviluppo per
realizzare un laboratori virtuale per la microscopia TEM
Visualizzazione delle Immagini TEM
Tool di allineamento dati locali dati AFS
Accesso remoto per il controllo
Visualizzazione Ambientale
Videocomnicazione
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SPI.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta
• Realizzata un’analisi dei codici di massimo interesse di tipo commerciale
• Individuato come prioritari:– FLUENT** Fluidodinamica – ANSYS,ABACUS ** Strutturare– MpCCI ** Interazione fluido struttura– LS-DYNA Strutturale
(** Installati in modalità ENEA-GRID)
• Iniziati i test e personalizzazioni
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LA I.x nuove funzionalità di GRID Computing
Partner Resp. ENEA Resp. Partner
SP I.1
ENEA Ing. S. Migliori Infrastruttua
SP I.2
CRIAI
Caspur
CERI
Universita’ di Salerno
Dr. G. Bracco
Dr. G. Bracco
Dr. Podda
Ing. S. Migliori
Dr. A. Manzo
Dr. A. Maslennikov
Prof. F. Zirilli
Prof. A. Chella
SP I.3
ENEA Ing. S. Migliori
SP I.4
Ylichron SRL Ing. S. Migliori Ing. P. Palazzari
SP I.5
Universita’ di Roma “la Sapienza”
Ing. S. Migliori Prof. A. Panconesi
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LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali
innovativi
Sottoprogetti
SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche
SP II.2 Bioinformatica per la creazione di modelli di reti
metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi
SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi strutturali complesse e processi di sinterizzazione
SP II.5 Modelling molecolare
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LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro
interdipendenze
Sottoprogetti
SP III.1 Fisica delle reti complesseSP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesseSP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla
ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come
aggregati socio-tecnologiciSP III.5 Interdipendenza tra reti complesseSP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle
infrastrutture e della popolazione
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LAII Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine
biologica e di materiali innovativi
LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro
interdipendenze
• Analisi dei macroobiettivi delle Linea di Attivita’– Individuati e definiti gli obiettivi dei Sottoprogetti– Individuati i responsabili ENEA per i Sottoprogetti
• Valutati i possibili contributi di partners esterni– Ricerca e analisi delle competenze richieste
• Accordi con i partners – Definite le partnership;– Definiti i contributi e gli accordi di collaborazione per sottoprogetto;
• Formalizzazione delle collaborazioni con contratti di ricerca– Definizione e firma di 12 Contratti di ricerca + 6 LA1– Importo impegnato per tutti i contratti circa EURO 1.400.000,000
• Avviate tutte le attività di R&S della tematica applicativa di riferimento
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LAII Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali
innovativi
Partner Resp. ENEA Resp. Partner
SP II.1
ENEA Dr. Vittorio Rosato
SP II.2
PSTS Parco Scientifico e
Tecnologico della Sicilia
Dr. Vittorio Rosato Dr. Antonio Catara
SP II.3
ENEA Dr. Vittorio Rosato
SP II.4
CETMA Dr. Vittorio Rosato Dr. Orazio Manni
SP II.5
ENEA Dr. Vittorio Rosato
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LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze
Partner Resp. ENEA Resp. Partner
SP III.1
Universita’ di Catania Dr. Vittorio Rosato Prof. Vito Latora
SP III.2
Universita’ di Lecce
Universita’ del Piemonte OrientaleDr. Michele Minichino
Prof.ssa P. Vocca
Prof. A. Bobbio
SP III.3
Universita’ di Palermo
Universita’ di SalernoDr. Giovanni Di Poppa
Prof. A. Chella
Prof. Ciro D’Apice
SP III.4
Universita’ di Roma “Tor Vergata”
ECONADr. Adam Gadomski
Prof. M. Caramia
Prof. A. Londei
SP III.5
Universita’ di Roma “Tor Vergata”
CRIAI
Universita’ Campus BioMedico
Dr. Claudio BalducelliProf. Casalicchio
Dr. A. Manzo
Prof. R. Setola
SP III.6
In fase di definizione Dr. Della Rocca
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Assegni di ricerca per CRESCO
• L’ENEA ha esplicitato un concorso per 12 assegni di ricerca assegnati a CRESCO
• Gli assegni sono distribuiti su tutte le arre di ricerca
• I vincitori stanno completando la procedura di assegnazione e presa di lavoro a Portici. ( tipicamente riciesta di posticipazione per lasciare le attività precedenti)
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Cronogramma4 aprile 2006 – 31 dicembre 2008
Mesi 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 33 F
SP I.1 “Realizzazione del Polo di calcolo”
Progettazione degli interventi e definizione delle specifiche
Acquisizione ed installazione di sistemi HW/SW
Implementazione dei sistemi HW/SW, avvio sperimentazione
Collaudo finale dell’intera infrastruttura
Tutti gli altri Sottoprogetti
Progettazione delle attività di R&S nella tematica applicativa
Sviluppo di modelli e codici, realizzazione di Software applicativi
Implementazione di modelli, codici, ecc. per l’utilizzo sulla piattaforma
Produzione, elaborazione e pubblicazione dei risultati di R&S
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Integrazione con gli altri progetti
Definire un getaway ed una VO per ognuno dei progetti
CYBERSAR - Cyberinfrastructure per la ricerca scientifica e tecnologica in Sardegna – Cons. COSMOLAB /CRS4
PI2S2 - Progetto per l'implementazione e lo sviluppo di una e-infrastruttura in Sicilia basata sul paradigma della GRID – Cons. COMETA/INFN
SCOPE - Sistema cooperativo distribuito ad alte prestazioni per elaborazioni scientifiche multidisciplinari – Univ. Federico II Napoli
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Collaborazioni di CRESCO (unfunded)
Iniziati i contatti per definire i temi operativi della collaborazione
Politecnico di Milano – Dipartimento di Elettrotecnica
United States Department of State, USAOak Ridge National Laboratories, USA
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CRESCO
Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
CRESCO
Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi
www.cresco.enea.it
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LAIII Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze
Partner Importo Partner ImportoYlichron SRL 150.000,00 Universita’ di Lecce 20.000,00
CRIAI 150.000,00Universita’ del Piemonte Orientale
40.000,00
CASPUR 25.000,00 Universita’ di Palermo 40.000,00
CERI 25.000,00 Universita’ di Salerno 100.000,00
Universita’ di Roma “La Sapienza”
50.000,00Universita’ di Roma “Tor Vergata” (DII)
20.000,00
PSTS 100.000,00 ECONA 20.000,00
CETMA 300.000,00Universita’ di Roma “Tor Vergata” (DISP)
60.000,00
Universita’ di Catania
50.000,00Universita’ Campus BioMedico
80.000,00
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CitrixMetafra
me
CitrixNfuse
ICA
WEB(ICA)
power3.frascati.enea.it
boquad.bologna.enea.it
dafne.casaccia.enea.it
Kleos.portici.enea.it
GEANT
infocal.trisia.enea.it
ercules.brindisi.enea.itGateway
to EGEE
30 CPU
150 CPU
400 CPU
50 CPU
Portici 25 CPU (CRESCO 1500 cpu)
Brindisi 15 CPU
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LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali
innovativi
Sottoprogetti
SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche SP II.2 Bioinformatica per la creazione di
modelli di reti metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi
strutturali complesse e processi di sinterizzazione
SP II.5 Modelling molecolare
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LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro
interdipendenze
Sottoprogetti
SP III.1 Fisica delle reti complesseSP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesseSP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla
ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come
aggregati socio-tecnologiciSP III.5 Interdipendenza tra reti complesseSP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle
infrastrutture e della popolazione
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Agenda
•L’ENEA & GRID – L’infrastruttura attuale– I progetti nazionali e comunitari
•Il progetto CRESCO– Principali Obiettivi– La struttura del progetto & Partner– Le aree applicative
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ENEA
Italian Agency for New Technologies, Energy and Environment 12 research centres in Italy An ICT & Networks Division (INFO)6 Computing CentresCasaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, BrindisiMultiplatform resources for serial & parallel computing and graphical post-processing.
Important computing resources in departments
Centrodi Brindisi
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Tutti i centri computazionali sono interconnessi attraverso il GARR
L’infrastruttura di rete geografica dell’ENEA
ENEA-GARR 9 PoP, 4-32 Mbps
BrindisiBolognaCasacciaFrascatiPorticiTrisaiaPalermoPisaRoma Sede
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ENEA GRID è un sistema integrato capace di rispondere ai seguenti obbiettivi:
•mettere a disposizione un sistema di produzione capace di offrire i servizi necessari al calcolo scientifico
•integrare l'insieme di risorse informatiche di ENEA-INFO, distribuite su WAN
•fornire un ambiente di lavoro unificato e metodi di accesso omogenei per tutti i ricercatori dell'ENEA indipendentemente dalla loro sede di lavoro.
•mettere a disposizione strumenti capaci di permettere l'integrazione delle risorse informatiche dipartimentali ed individuali e di fornire supporto alle attività sperimentali
ENEA GRID
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Servizi per il calcolo scientifico:
• Sistemi paralleli/seriali multipiattaforma
• AIX, Linux (Alpha,x86,x86_64,IA64), IRIX, Mac OS X, Solaris
• Risorse 3D e il post-processamento grafico
• SGI + 3D immersivo
• Risorse Software:
• Codici commerciali: Fluent, Gambit, Abaqus, Catia, Ansys
• Codici di “ricerca”: mcnp/x, eranos, fluka,....
• Ambienti di sviluppo & analisi: IDL, Matlab, Mathematica, SAS
• Applicazioni Windows
I servizi di ENEA GRID
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L'architettura di ENEA GRID
La scelta di componenti maturi come garanzia di affidabilità e semplicità di gestione:
File system distribuito: AFS/OpenAFS
Gestore delle risorse: LSF Multicluster
Interfaccia grafica: Java and Citrix Technologies
Sistema di monitoring: Patrol
Server di licenze
Strumenti per l'integrazione delle risorse dipartimentali ed individuali
File system distribuito: AFS per software e dati
Condivisione del parco licenze
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Principali aree applicative
• Ingegneria Impiantistica• Fisica-Ingegneria
Nucleare• Ambiente• Struttura della materia• Bioinformatica• Protezione di
infrastrutture critiche• Scenari energetici e
ambientali• Competitività Industriale• E-government
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Laboratorio di supercalcolo integrato in GRID Laboratorio di supercalcolo integrato in GRID (modellistica, acqusizione dati, elaborazione, visualizzazione)(modellistica, acqusizione dati, elaborazione, visualizzazione)
NETWORKNETWORK
IMAGINGIMAGINGINSTRUMENTSINSTRUMENTS COMPUTATIONALCOMPUTATIONAL
RESOURCESRESOURCES
MULTI-MULTI-SCALESCALEDATA-DATA-BASESBASES
DATA ACQUISITIONDATA ACQUISITION DATA ANALYSISDATA ANALYSISADVANCEDADVANCEDCOMPUTERCOMPUTERGRAPHICSGRAPHICS
QuickTime™ and a YUV420 codec decompressor are needed to see this picture.
Cell Centered Data Base Cell Centered Data Base ““CCDB”CCDB”
By Mark EllismanBy Mark Ellisman
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Integrazione con altri progetti di GRID
L'obiettivo della partecipazione di ENEA INFO in altri progetti di GRID è concentrato sulla interoperabilità.
Ogni progetto di GRID è caratterizzato da una propria architettura e middleware, e l'accesso alle risorse deve essere reso compatibile con la propria infrastruttura:
==> realizzazione di gateway
Progetti conclusi:
● Datagrid (collab. con ESRIN/ESA)
● FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale
EGEE II (2006-2008): > 100 partner, budget totale: 52 M€
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Altri progetti del PON MIUR 2000-2006
TELEGRID: Piattaforma per lo sviluppo di soluzioni avanzate di grid computing e la teleoperazione di strumenti scientifici complessi.
Infrastrutture di rete e calcolo, sviluppo di soluzioni software per il GRID e la teleoperazione, infrastrutture per la visualizzazione 3D
C@MPUS: Sistemi e strutture e-learning and training per lo sviluppo sostenibile nelle Regioni Obiettivo 1 del FSE
Allestimento di aule, infrastrutture di rete e calcolo finalizzate alla produzione e gestione di formazione a distanza, videocomunicazione e videoconferenza. Strumentazione per storage e backup.
Centri ENEA interessati: Portici, Brindisi, Trisaia