L’eccellenza in HPC: Leonardo e il CINECA

Il calcolo ad alte prestazioni, reso possibile dalla tecnologia HPC, è uno strumento strategico per le sfide derivanti dalle “competitive science”, dal settore R&D delle aziende e dal processo decisionale pubblico, in campi che vanno dalla fisica fondamentale, alla ricerca sul clima, alla biologia, alle scienze della vita e della salute, fino a sostenere il processo decisionale pubblico in caso di eventi di rischio naturale.

Per raggiungere tali obiettivi è necessario fare affidamento sulla sinergia di algoritmi avanzati, dati e hardware basati sulla prossima generazione di Supercomputer.

Attraverso l’iniziativa dell’impresa comune EuroHPC, l’Europa ha deciso di investire in infrastrutture europee di calcolo avanzato pre-exascale per soddisfare le crescenti esigenze di calcolo e di analisi dati, questi ultimi prodotti sia nella ricerca accademica che industriale europea. Lo scopo è mettere in comune le risorse europee per sviluppare supercomputer pre-exascale di alta gamma, basati su una tecnologia europea competitiva capace di soddisfare le attuali sfide computazionali, con una particolare attenzione agli impatti ambientali del cluster.

È in questo scenario che il Gruppo Lutech ha contribuito alla realizzazione di Leonardo, uno dei più grandi cluster HPC pre-exascale europei, basato su tecnologia BullSequana XH2000 ed equipaggiato con circa 3.500 processori Intel Xeon e 14.000 GPU di architettura Ampere di Nvidia con una performance di 10 ExaFLOPs in precisione ridotta, tipica delle applicazioni AI. Leonardo ha una capacità di archiviazione di oltre 100 PetaByte ed una potenza di calcolo aggregata pari a 250 PetaFLOPs, ovvero 250 milioni di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo. Rispetto al Marconi-100, il sistema precedentemente installato in CINECA, è prevista una potenza di calcolo 10 volte superiore.

La progettazione del sistema realizzata da CINECA ed Lutech ha anche permesso di ottenere un cluster:

• con prestazioni ottimizzate per minimizzare gli impatti ambientali con l’obiettivo di risultare anche tra i primi cluster in TopGreen500
• con predisposizione a 2 tipologie di calcolo: uno basato su acceleratori GPU ed uno per calcoli basati su CPU
• 2 sistemi di archiviazione: uno per lo storage ed uno ad alte prestazioni per la memorizzazione dei dati temporanei necessari alle operazioni di elaborazione

La modellizzazione dei fenomeni scientifici richiede oggi simulazioni ad alte prestazioni, analisi dei dati, intelligenza artificiale, oltre alla visualizzazione dei dati con renderizzazione grafica tridimensionale. Grazie all’utilizzo della tecnologia utilizzata si otterrà un throughput estremamente elevato a fronte di un basso consumo energetico. Molteplici sono i campi che beneficeranno di questa potenza di calcolo, in particolare la medicina di precisione, grazie alla disponibilità di supercalcolatori exascale, potrà dare un contributo fondamentale per affrontare le emergenze sanitarie. 

"Il lavoro di squadra messo in campo per la realizzazione di Leonardo, che ha visto un’ampia sinergia di attori, dai team di Lutech, di Cineca e di EuroHPC, vede restituire subito i suoi frutti e rappresenterà un forte volàno di sviluppo. Leonardo sarà un abilitatore centrale nel futuro tecnologico italiano ed europeo, un’infrastruttura strategica che permetterà alla ricerca, all’innovazione, ai settori chiave della nostra economia di generare nuovo valore e opportunità di lungo termine”. Giuseppe Di Franco, Managing Director del Gruppo Lutech

Leonardo è stato inaugurato il 24 novembre 2022 presso il tecnopolo Cineca di Bologna e attualmente occupa il quarto posto nella classifica TOP500 tra i calcolatori più potenti del mondo e il secondo in Europa. Il progetto fa parte delle azioni che l’Unione europea sta mettendo in atto per sostenere la diffusione dell’High performance computing come forza trainante per la crescita e l’innovazione, con il 50% della potenza di calcolo generata da Leonardo che sarà infatti a disposizione degli istituti di ricerca e delle università italiane, il resto sarà utilizzato dai ricercatori europei.