Supercalcolo: l’Europa vuole essere protagonista

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L’iniziativa europea per lo sviluppo di risorse di supercalcolo

European High Performance Computing Joint Undertaking, EuroHPC, è il progetto europeo nato nel 2018, per lo sviluppo e la condivisione di risorse di supercalcolo.

I Supercomputer europei

Ad oggi EuroHPC ha già sviluppato otto supercomputer, localizzati in diverse nazioni europee: LUMI in Finlandia, LEONARDO in Italia, Vega in Slovenia, MeluXina in Lussemburgo, Discoverer in Bulgaria,  Karolina in Cechia, MareNostrum5 in Spagna e Deucalion in Portogallo.

Classifica dei supercomputer

L’elenco TOP500 classifica i supercomputer più potenti del mondo in base alle loro prestazioni sul benchmark LINPACK, mentre l’elenco Green500 classifica i primi 500 supercomputer più potenti al mondo misurando le loro caratteristiche di efficienza energetica. Le classifiche TOP500 e Green500 vengono compilate due volte l’anno a giugno e novembre. Le ultime classifiche sono state pubblicate all’inizio di questa settimana alla conferenza SC22 a Dallas, negli Stati Uniti.

Le posizioni occupate dai migliori supercomputer europei.

I supercomputer europei appartengono alla scala Peta

Il calcolo petascale si riferisce a sistemi di calcolo in grado di calcolare almeno 1015 operazioni in virgola mobile al secondo (1 petaFLOPS). Il primo sistema a raggiungere questo traguardo è stato l’IBM Roadrunner nel 2008. I supercomputer petascale saranno presto sostituiti dai computer exascale.

Cosa sono i FLOPS

Le operazioni in virgola mobile al secondo (FLOPS) sono una misura delle prestazioni di un computer. Le operazioni in virgola mobile, FLOPS, possono essere misurate con diverse scale di precisione. La misura standard (utilizzata dalla lista dei supercomputer TOP500) utilizza operazioni a 64 bit (formato in virgola mobile a doppia precisione) utilizzando il benchmark High Performance LINPACK (HPLinpack).

Questa metrica si riferisce in genere a singoli sistemi di calcolo, sebbene possa essere utilizzata per misurare anche sistemi di calcolo distribuiti. Anche se è stato riconosciuto che HPLinpack potrebbe non essere un buon indice per misurare le prestazioni dei supercomputer nelle applicazioni del mondo reale, tuttavia esso rimane lo standard comune.

LUMI: uno dei supercomputer più green al mondo

Il supercomputer petascale LUMI, inaugurato nel mese di giugno a Kajaani in Finlandia, è il supercomputer più potente d’Europa (309 petaflops) e anche uno dei più green al mondo, posizionandosi al 7° posto della nuova classifica Green500.

LUMI, come tutti i sistemi EuroHPC JU, è raffreddato ad acqua. In quanto tale, elimina la necessità di elevati costi operativi dei sistemi raffreddati ad aria e in parallelo riduce l’impronta energetica del sistema.

Ciò che rende l’efficienza energetica di LUMI così unica è il fatto che LUMI utilizza energia idroelettrica al 100% pulita (senza utilizzare carbonio) per le sue operazioni. Il suo calore di scarto viene riutilizzato per riscaldare le case circostanti nella città di Kajaani. Il clima della regione, favorisce l’uso di pochissima energia per mantenere fresco il supercomputer.

LEONARDO: il supercomputer italiano

Nel mese di novembre diventerà operativo anche Leonardo, il supercomputer italiano che verrà ospitato presso il tecnopolo di Bologna.

LEONARDO sarà un supercomputer top di gamma, in grado di eseguire più di 248 petaflops di calcoli al secondo. Con una potenza di calcolo così elevata, questo nuovo supercomputer si classifica tra i migliori dell mondo (#4 nella più recente classifica TOP500) e aprirà la strada verso le capacità di calcolo exascale, la prossima frontiera del supercalcolo, ovvero supercomputer in grado di eseguire più di un trilione di operazioni al secondo.

Per quale motivo si investe nel supercalcolo?

Secondo EuroHPC la domanda di enormi potenze di calcolo è ancora superiore all’offerta. Gli ambiti che maggiormente ne beneficiano sono l’intelligenza artificiale, la cybersecurity, la medicina e lo studio dei cambiamenti climatici. Attraverso modelli fisico-matematici sempre più precisi si cerca di simulare l’evoluzione planetaria del clima per poter predisporre le necessarie politiche da mettere in atto.

Arriva JUPITER

JUPITER, afferma EuroHPC, sarà il primo supercomputer europeo exascale quando sarà installato nel 2023. Sarà ospitato dal Jülich Supercomputing Centre (FZJ) in Germania, in un edificio appositamente progettato. JUPITER è l’acronimo di “Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research”.

JUPITER sarà “basato su un’architettura di supercalcolo dinamica e modulare”. Esso prevede la possibilità di moduli opzionali come un modulo GPU booster e moduli tecnologici futuri come un modulo quantistico o uno basato su tecnologie sviluppate dall’UE.

Molta attenzione va agli enormi requisiti energetici dei supercomputer exascale. Ci si aspetta che JUPITER richiederà una potenza media di circa 15 megawatt. FZJ ha affermato che JUPITER utilizzerà il raffreddamento ad acqua calda e sarà “alimentato da elettricità verde”. Come il sistema LUMI in Finlandia, il calore di scarto di JUPITER potrebbe avere un uso produttivo.

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