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Da Bologna a Napoli, l'Italia e i supercomputer

Il nuovo supercomputer del Centro Meteo di Bologna consentirà previsioni del tempo fino a due settimane. Cresco6, a Napoli, darà invece nuovo slancio alla ricerca sull’energia.

di Luca Longo
03 gennaio 2019
6 min di lettura
diLuca Longo
03 gennaio 2019
6 min di lettura

Il lavoro di squadra dei supercomputer italiani

Quello del super calcolo è un ambito nel quale l’Europa è purtroppo in ritardo – se si fa eccezione di alcuni centri che fanno capo a imprese private – particolarmente moderni e potenti, come quello di Eni, HPC5 , che ha una potenza di calcolo di circa 52 PetaFlop/s e che raggiunge i 70 quando HPC5 si affianca con HPC4. Per confrontarsi ad armi pari con Cina e Stati Uniti (che in quest’ambito primeggiano), all’Unione Europea è servito dunque molto di più: un programma di sviluppo capace di risolvere il gap competitivo. Così nasce EuroHPC che, nell’arco di pochi anni, ha già messo in tavola le sue carte: otto centri di calcolo, tre con una capacità di 150 PetaFLOP e cinque da 40, connessi tra loro con la rete europea ad altissima velocità GEANT, per una velocità di calcolo complessiva di 650 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo.

L’immenso sistema di calcolo vedrà la luce in otto diverse località europee, una delle quali è Bologna.

Da dove arrivano i dati per elaborare le “previsioni meteo”

Tra le varie applicazioni nelle quali il supercomputer può rappresentare una svolta, c’è sicuramente quella delle previsioni meteo. Tutte le  scommesse sul futuro delle nuvole, che vengono consultate da ciascuno di noi, arrivano da un solo punto: i potenti supercomputer del Centro Europeo per le Previsioni Meteorologiche a Medio Termine (ECMWF) di Reading, pochi chilometri a ovest di Londra. Vengono distribuite a tutti i servizi meteo d’Europa e poi ciascuno trasforma le informazioni numeriche ricevute in disegni sulle cartine, soli sorridenti, nuvolette un po’ imbronciate o uggiose piogge e li racconta ai propri spettatori.
A Reading ci sono due supercomputer gemelli Cray XC40. Nella classifica dei calcolatori più veloci del mondo si trovano affiancati a pari merito al 42esimo e 43esimo posto, ciascuno con una potenza di picco di 4,2 PetaFlop/s (4,2 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo). meno di un decimo di HPC5 Eni – il più veloce supercomputer industriale al mondo – come  raggiunge i 52 PetaFlop/s di picco.

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Da Reading a Bologna

I calcolatori britannici ricevono da tutti i Paesi europei – per l’Italia Aeronautica Militare e ARPA – informazioni dettagliate misurate a terra e le combinano con i dati raccolti dai satelliti meteorologici. In totale, i calcolatori ricevono 50 milioni di osservazioni al giorno. Su queste basi, simulano il comportamento dell’atmosfera su tutto il continente e sui mari circostanti dividendola in cubetti di 18 km di lato. Poi, con complessi modelli fluidodinamici, calcolano previsioni meteorologiche che arrivano a tre giorni accompagnate da stime tendenziali che si possono spingere fino a sette giorni con una sufficiente percentuale di attendibilità.
Purtroppo, il centro di calcolo di Reading è troppo piccolo per la prossima generazione di supercomputer che presto dovranno sostituire i due Cray. Per questo, è stata lanciata una gara per la prossima sede dell’ECMWF cui hanno partecipato Finlandia, Islanda, Lussemburgo, lo stesso Regno Unito e l’Italia, che è risultata vincitrice.
Il Tecnopolo di Bologna – grazie a un investimento di 40 milioni di euro – ospiterà, infatti, la nuova generazione di supercomputer meteorologici ECMWF europei già nel 2020. Questi ultimi riusciranno a simulare l’atmosfera con quadretti 50 volte più piccoli, di “appena” 5 km di lato. Questa migliore risoluzione permetterà di diramare previsioni attendibili fino a due settimane di anticipo a partire dal 2025. A gestire questo supercomputer sarà CINECA, Consorzio Interuniversitario per il Calcolo Automatico dell’Italia Nord Orientale di cui fanno parte 67 Università italiane, 9 Enti di Ricerca Nazionali, il Policlinico Umberto I di Roma e il Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca.

La forza di CRESCO6

Il panorama italiano del “supercalcolo” si è peraltro di recente arricchito di un nuovo campione.
Dopo HPC4, creato e sviluppato da Eni presso il Green Data Center di Ferrara Erbognone, al Centro Ricerche ENEA di Napoli Portici è arrivato CRESCO6, un nuovo supercalcolatore, in grado di aumentare ulteriormente la potenza di calcolo dei suoi predecessori, offrendo un significativo slancio alla ricerca italiana sull’energia. Con una potenza di calcolo pari a 700 TeraFlop/s, CRESCO6 si affianca ai supercalcolatori CRESCO5 (100 TeraFlop/s) e CRESCO4 (25 TeraFlop/s) consentendo a Enea di mettere in linea un sistema di calcolo da oltre 800 TeraFlop/s complessivi, in grado di soddisfare esigenze di elevata scalabilità nel calcolo parallelo.
Il nuovo supercomputer tricolore nasce dalla sinergia prodotta dalla partnership di ENEA con CINECA, Consorzio Interuniversitario per il Calcolo Automatico dell’Italia Nord Orientale di cui fanno parte 67 Università italiane, 9 Enti di Ricerca Nazionali, il Policlinico Umberto I di Roma e il Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca.
CRESCO6 sarà poi applicato anche ad attività di supporto per la Ricerca e Sviluppo negli altri settori istituzionali di ENEA e nell’ambito delle collaborazioni tra enti nazionali ed internazionali e con il sistema produttivo italiano.

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CRESCO6 in fase di installazione

A partire dall’imaging sismico, alla modellazione numerica dell’ingegneria di giacimento, dove Eni tra l’altro, gioca a livello mondiale il ruolo di key player, spaziando dalla fisica dei reattori a fusione, attualmente in fase di studio da parte del consorzio Commonwealth Fusion Systems e a cui partecipano Eni e il Massachusetts Institute of Technology (MIT) parallelamente alla sfida scientifica che EuroFusion sta portando avanti insieme con il coinvolgimento di ENEA.

Un’indagine condotta da Fujitsu, principale società giapponese di ICT, individua nella collaborazione trasversale, una delle componenti chiave per il successo dei progetti innovativi intrapresi dalle aziende, in un percorso comune dove la rapida diffusione della digitalizzazione nel panorama energetico, apre nuove frontiere ad una progressiva identificazione di nuove fonti di energia. Nel campo della ricerca scientifica italiana, questa strategia è già evidente e si conferma come una delle più avanzate realtà a livello globale.