I supercomputer hanno ormai assunto un ruolo cruciale in moltissimi rami della ricerca scientifica e dell’industria, dallo studio dei cambiamenti climatici alla messa a punto di nuovi farmaci, dalla ricerca di nuovi giacimenti petroliferi all’analisi dei dati finanziari e alla progettazione di aerei o auto da corsa.
Non sempre il numero o la potenza dei supercomputer posseduti da una nazione sono direttamente correlati alla sua ricchezza, ma generalmente rappresentano un buon indizio per valutare la sua capacità di innovare e di affrontare le sfide scientifiche e ambientali del prossimo futuro: fattori che possono influenzare in modo decisivo le prospettive economiche di un paese.
È per queste ragioni che la classifica stilata dal progetto TOP500 , che elenca e cataloga i 500 supercalcolatori più potenti al mondo, non è più soltanto una curiosità per nerd o addetti ai lavori: a circa 15 anni dalla sua nascita, la TOP500 è diventata un vero e proprio terreno di sfida tra nazioni, governi, istituti di ricerca e giganti dell’industria.
L’ ultima edizione semestrale della TOP500 è stata pubblicata lo scorso martedì in occasione della International Supercomputing Conference 2009 , e rispetto all’ edizione precedente , datata novembre 2008, è ancora dominata dal Roadrunner di IBM e dal Jaguar di Cray: entrambi questi mostri di calcolo forniscono una potenza di circa 1 petaFLOPS .
Le due novità più importanti sono date dall’ingresso nella top ten di due sistemi tedeschi, i più potenti in Europa : il JUGENE di IBM, basato sulla piattaforma Blue Gene/P e accreditato di 825 TFLOPS, e il JUROPA di Bull, basato invece su una piattaforma mista di Sun e Bull e capace di macinare 275 TFLOPS. Entrambe le macchine si trovano installate presso l’istituto di ricerca tedesco Forschungszentrum Juelich (FZJ) e utilizzano una speciale versione di SUSE Linux.
L’altra new entry di un certo interesse si trova in quattordicesima posizione ed è rappresentata da Shaheen , un sistema Blue Gene/P da 185 TFLOPS installato presso la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) dell’Arabia Saudita. Questa è la prima volta che un paese arabo piazza un supercomputer in una posizione così alta della TOP500, e non sorprende che a farlo sia proprio l’Arabia Saudita, che negli ultimi anni ha investito moltissimo in ricerca e innovazione tecnologica. Shaheen ha per altro scavalcato il supercomputer cinese Magic Cube , che aveva debuttato nella scorsa edizione della TOP500 al decimo posto.
Quest’anno a contendersi le prime dieci posizioni vi sono cinque produttori: IBM con cinque sistemi, Cray con due e SGI, Sun e Bull con un sistema ciascuna. I monster di SGI e Sun, Pleiades e Ranger , sono presenti nella TOP500 già da alcune edizioni, e forniscono rispettivamente performance pari a 433 e 487 TFLOPS.
IBM esce ancora vittoriosa per quanto concerne la potenza di calcolo complessiva, mentre cede lo scettro ad HP per quanto riguarda il numero di sistemi piazzati nella TOP500: 188 (37,6%) contro 212 (42,4%). Va però considerato che HP è forte soprattutto nella fascia medio-bassa del mercato, mentre ha “solo” 12 sistemi nelle prime 100 posizioni (contro i 40 di Big Blue).
“I ricercatori IBM sono già al lavoro con leader del settore pubblico e accademico per sviluppare sistemi su scala di exaflop, in grado di risolvere i complessi problemi gestionali e scientifici del futuro”, si legge in un comunicato diffuso ieri da big di Armonk. “Questo collaboratorio di ricerca consentirà agli esperti IBM di supercomputing e multidisciplinari di lavorare direttamente con ricercatori universitari del Trinity College di Dublino, Tyndall National Institute di Cork, National University of Ireland Galway, University College Cork e IRCSET, il consiglio della ricerca irlandese per la scienza, l’ingegneria e la tecnologia, per sviluppare architetture e tecnologie di calcolo in grado di superare le limitazioni attuali – ad esempio di spazio e consumo energetico – nella gestione e nell’analisi di enormi volumi di dati in tempo reale”.
Gli esperti prevedono che, se l’attuale trend di crescita della potenza di calcolo si manterrà inalterato, il primo calcolatore da 1 exaFLOPS (1000 PFLOPS) vedrà la luce nel 2019.
La nuova edizione della TOP500 conferma il dominio assoluto di Linux e delle CPU x86 , un’accoppiata utilizzata su oltre l’85% dei supercomputer in classifica. Il 79% dei processori sono marchiati Intel, mentre poco più dell’8% sono prodotti da AMD.
Alcuni altri dati d’interesse sono riportati nel comunicato stampa ufficiale della 33esima edizione della TOP500, mentre altri se ne possono ricavare utilizzando il menù Statistics presente sul frame di destra del sito top500.org .
Vale la pena citare come questa sia la prima edizione della TOP500 ad introdurre il consumo in watt dei singoli supercomputer in elenco, a testimoniare – se ce ne fosse ancora bisogno – l’importanza ormai assunta dal risparmio energetico nel settore IT. Si apprende così che Roadrunner consuma circa 2,5 megawatt contro i quasi 7 megawatt di Jaguar.
La sfida italiana
Il supercomputer italiano meglio piazzato nella TOP500 è l’ SP6 del CINECA (Consorzio Interuniversitario di Calcolo), posizionatosi al 46mo posto. Il supercomputer, basato su un sistema IBM P575 con 5376 CPU Power6, 20 TB di memoria RAM e 1,5 PB di memoria di massa, fornisce 79 TFLOPS (100 TFLOPS di picco).
“Si tratta di un sistema di applicabilità generale, quindi in grado di rispondere da subito alle crescenti esigenze di una vasta comunità di scienziati computazionali, afferenti a diverse discipline: fisica, astrofisica, scienza dei materiali, fluidodinamica, chimica ecc.”, si legge nel comunicato diffuso da CINECA.
Ma il consorzio accademico promette che questo è solo l’inizio. L’SP6 verrà presto affiancato ad un altro supercomputer IBM da 15 TFLOPS e, per il 2012, è prevista l’installazione di un supercomputer di classe PFLOPS basato su piattaforma Blue Gene/Q e composto da circa 130mila processori.
“Questo passaggio innovativo risulta indispensabile per rispondere in modo molto più efficace alle esigenze di una vasta tipologia di ricerche scientifiche estreme”, ha dichiarato Marco Lanzarini, direttore del CINECA. “È l’unica strada percorribile per affrontare le sfide dello sviluppo socioeconomico di un paese avanzato, nel campo dei cambiamenti climatici, dell’energia, dei nuovi materiali, delle nanoscienze, delle scienze della vita, della salvaguardia dell’ambiente. Oggi, come quarant’anni fa, quando il CINECA fu fondato, siamo pronti a sostenere la comunità scientifica in questo entusiasmante percorso”.
CINECA afferma che dare nuovo impulso allo sviluppo del sistema di calcolo italiano “ha una valenza di respiro internazionale”: secondo l’organizzazione è infatti compito dell’Europa soddisfare le esigenze del mondo della ricerca e concertare gli sforzi dei singoli paesi dell’Unione relativi all’high performance computing. Un esempio è dato dal progetto PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), che ha il compito di costituire un’entità legale a livello Europeo che coordini i principali centri di calcolo europei e permetta all’Europa di competere a livello globale. CINECA partecipa a PRACE in qualità di rappresentante per l’Italia.
“L’impegno del CINECA è imponente, e la sfida sarà impegnativa anche per gli scienziati, ma non ci sono alternative”, ha dichiarato il presidente del CINECA, Mario Rinaldi. “In futuro, il progresso nella conoscenza si potrà fare solo con l’aiuto delle simulazioni su potentissime reti di supercomputer diffusi in tutta Europa”.
Alessandro Del Rosso
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25 giu 2009