Euler: più energia per la ricerca

Bernd Rinn, responsabile del dipartimento Scientific IT Services (SIS) dell'ETH IT Services, fondato nell'aprile 2013, ricorda come fosse un po' emozionato a marzo, quando è iniziata la fase di test. "Eravamo solo nella fase calda", dice.

Diversi collaboratori del suo team si trovavano a Lugano presso il Centro nazionale svizzero di supercalcolo (CSCS). La loro missione: mettere in funzione il nuovo supercalcolatore ad alte prestazioni "Euler", che è stato recentemente allestito in una grande sala del CSCS dal produttore informatico americano "Hewlett Packard".

Le nuove torri di calcolo sono allineate su un'"isola" raffreddata a formare un rettangolo calpestabile. All'interno si trovano 416 "nodi", singoli computer simili a PC, ciascuno con una capacità di memoria di 64 gigabyte, che all'occorrenza può essere espansa a 256 gigabyte.

L'installazione e i test sono stati completati e "Euler" è stato inaugurato lunedì sera alla presenza di invitati del mondo scientifico e industriale. Insieme al precedente supercalcolatore "Brutus", l'ETH ha ora a disposizione 440 teraflop di potenza di calcolo, ovvero 440.000 miliardi di possibili operazioni di calcolo al secondo.

C'è una semplice ragione per cui Euler, a differenza di Bruto, non si trova a Zurigo ma a Lugano: il CSCS utilizza l'acqua del vicino lago per raffreddare i suoi computer. Si tratta di un vantaggio localizzativo, poiché la potenza di calcolo dei computer ad alte prestazioni non è più limitata dall'energia disponibile, ma dalla possibilità di raffreddamento. Inoltre, a Lugano c'è spazio sufficiente per espandere il sistema.

Non un supercomputer

"Il calcolo ad alte prestazioni è diventato uno dei principali motori della ricerca", afferma Rinn. "In altre parole, i limiti di capacità determinano sempre di più quali ricerche sono possibili e quindi quali vengono svolte".

Oggi praticamente nessuna disciplina scientifica può fare a meno di computer supercalcolatori: Gli scienziati del clima modellano i cambiamenti della temperatura globale e lo scioglimento dei ghiacci. I geologi creano previsioni sui terremoti. I biologi, invece, hanno bisogno di supercalcolatori per elaborare e analizzare i dati di sequenziamento.

Chi vuole essere all'avanguardia nella ricerca di punta a livello internazionale oggi ha bisogno di grandi quantità di potenza di calcolo e di memoria. Con "Euler", l'ETH entra nel gruppo dei supercalcolatori ad alte prestazioni disponibili a livello internazionale.

Rinn sottolinea tuttavia che Euler non è un altro "supercomputer", come il "Piz Daint", anch'esso situato presso il CSCS. Tali supercomputer vengono assegnati ai gruppi di ricerca nella loro interezza per effettuare calcoli estremamente complessi con breve preavviso. Tuttavia, l'accesso a tali computer è concesso solo a coloro che possono utilizzare l'intera capacità di calcolo e utilizzare algoritmi sofisticati per farlo.

"Euler", invece, è un computer di uso generale destinato a tutti i ricercatori dell'ETH e con il quale possono lavorare contemporaneamente centinaia di collaboratori. La capacità di calcolo viene assegnata in base a un sistema di "azionariato": I singoli gruppi di ricerca o addirittura i dipartimenti acquistano dai Servizi informatici una certa quantità di potenza di calcolo, detta "share". Inoltre, una parte della capacità di calcolo è sempre in apertura per tutti i collaboratori.

Ambienti di lavoro virtuali grazie al cloud

Rinn non è solo orgoglioso del nuovo hardware, ma anche dell'espansione del software: "L'hardware di 'Euler' può mostrare facce molto diverse". A questo scopo è stato creato un "Euler Cloud" separato, un ambiente di lavoro virtuale. Gli scienziati possono scegliere e compilare liberamente i loro strumenti di lavoro senza dover apportare modifiche sostanziali al proprio computer.

"Questo è interessante per tutti quei ricercatori per i quali il precedente sistema Brutus non era abbastanza flessibile", spiega Rinn. Il suo team offre anche assistenza ai ricercatori nella creazione di questi ambienti di lavoro virtuali, in cui è possibile combinare centinaia di programmi provenienti da fonti diverse.

Negli ultimi due mesi è stato configurato il software operativo e sono stati eseguiti test di stabilità e prestazioni. Nelle ultime settimane, alcuni utenti selezionati hanno messo alla prova il nuovo supercalcolatore con i loro programmi. Dopo l'inaugurazione, tutti i ricercatori dell'ETH possono ora lavorare con la macchina.

Ma questo è solo l'inizio: in una seconda fase, già in fase di pianificazione, Euler sarà ulteriormente ampliato. Entro la metà del 2015 verranno aggiunti altri 250-400 teraflop, a seconda delle esigenze e del budget degli "azionisti".