Panorama Un supercalcolatore segna un passo in verso l’avvento di supercomputer più piccoli, economici ed efficienti.
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Che cos’hanno in comune Shrek e la ricerca sui quark? Di sicuro una cosa: sarebbe difficile concepire l’uno o l’altra senza contare sull’opera di supercalcolatori in grado di macinare trilioni di operazioni al secondo. Dai modelli di simulazione climatica agli effetti speciali di Hollywood, dalle ricerche sulle particelle elementari agli studi sul genoma, fino alla progettazione di aerei e automobili, solo per citare qualche esempio, sono sempre di più le applicazioni che richiedono capacità di calcolo da capogiro. Un lusso che pochi si possono permettere, considerando che nella top500 mondiale (www.top500.org) dei supercalcolatori troviamo solo sistemi che costano milioni di euro e che nel migliore dei casi occupano centinaia o addirittura migliaia di metri quadrati. APENext, un supercalcolatore progettato dai ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) (http://www.infn.it) in collaborazione con l’Università di Parigi-Orsay e l’Istituto Desy-Zeuthen di Berlino, presentato oggi a Roma, segna un passo in verso l’avvento di supercomputer più piccoli, economici ed efficienti.
Il primo esemplare APENext, costruito in collaborazione con l’azienda italiana Exadron, è in grado di compiere 12 trilioni di operazioni al secondo, piazzandosi così degnamente fra i dieci supercomputer più potenti del mondo (il record di 70teraflops, cioè 70 trilioni di operazioni al secondo, è per ora detenuto da Blue Gene/L, costruito nel 2004 e impiegato a Rochester, Stati Uniti, per lo studio della genomica e delle proteine).
Record a parte, la novità di APENext è il rapporto molto favorevole fra la potenza di calcolo e i costi. A parità di potenza, si tratta infatti di uno dei supercalcolatori più compatti ed economici finora mai costruiti. L’esemplare consegnato all’INFN occupa infatti “appena” una dozzina di racks modulari che entrano tutti comodamente in una stanza. Riguardo al prezzo, la cifra è sempre a sei zeri (5,3 milioni di Euro il costo di produzione), ma è relativamente poco se rapportato alla potenza: poco più di 0,5 Euro per milione di operazioni/secondo, cifra alla quale bisognerebbe però aggiungere le spese di ricerca e sviluppo del progetto.
Un altro punto a favore non trascurabile, considerate le bollette astronomiche di questi “mostri” tecnologici, è il fatto che a parità di potenza di calcolo il consumo energetico di APEnext è, secondo i progettisti, fra i più bassi finora ottenuti per un supercomputer.
Il segreto di APENext risiede nella sua architettura flessibile e per certi versi anarchica. Come molti altri supercalcolatori, APENext è composto da migliaia di processori disposti in parallelo, che lavorano cioè separatamente ma in modo coordinato, spartendosi il carico di lavoro. Ma altri calcolatori necessitano di un’unità di controllo centrale per gestire il flusso di dati, cosa che crea spesso “ingorghi” e rallentamenti nei calcoli, APENext utilizza un sistema di controllo più distribuito e flessibile, che minimizza i ritardi inutili, aumentando l’efficienza a parità di dimensioni.
Il progetto APE fu intrapreso dall’INFN già alla metà degli anni ottanta. Da allora, quattro generazioni di supercomputer sempre più avanzati (APE, APE100, APEmille e infine APENext) si sono susseguite. Due APENext sono da poco installati nei laboratori INFN di Roma e Ferrara, dove serviranno agli studi sulla fisica delle particelle, mentre è prevista la consegna di altri esemplari a laboratori di ricerca italiani ed europei nei primi mesi del 2005. “La collaborazione tra l’INFN ed Exadron è stata fondamentale per la realizzazione del progetto ed è un esempio di come la ricerca pubblica e l’industria italiana possano collaborare in modo fruttuoso” ha dichiarato Roberto Petronzio, presidente dell’INFN.
© Sergio Pistoi, Panorama 20 Gennaio 2005