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SUPERCOMPUTER/ Terremoti e stelle di neutroni nel megacalcolo targato Europa

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Fusione di due stelle di neutroni magnetizzate  Fusione di due stelle di neutroni magnetizzate

Sul podio dei supercomputer ci sono ormai da tempo un cinese e due americani. Il gradino più alto è occupato dal Tianhe-2, dal nome altamente simbolico che significa Via Lattea, un sistema con oltre tre milioni di core e sistema operativo Kylin Linux, sviluppato dal National Supercomputer Center di Guangzhou in Cina: ha una potenza di calcolo di quasi 34 milioni di miliardi di operazioni al secondo (PetaFlop/s). Gli inseguitori arrivano alla metà di tale potenza, si basano su architetture parallele e sono in dotazione al Dipartimento americano per l’Energia: il Titan utilizza tecnologia AMD e si trova presso l’Oak Ridge National Laboratory (Tennessee); il Sequoia applica tecnologia PowerPC ed è installato al Lawrence Livermore National Laboratory (California).

Il fatto è che macchine del genere sono enormemente dispendiose dal punto di vita energetico: il loro costo medio annuo per il consumo di energia è stimato in alcuni milioni di euro. D’altra parte il loro impiego è sempre più necessario; anzi, dai PetaFlop si tende a passare agli ExaFlop, a lavorare cioè alla exascala, dove le operazioni eseguite ogni secondo possono arrivare al miliardo di miliardi. Sono quelle necessarie per risolvere le equazioni differenziali alle derivate parziali che descrivono molti aspetti della nostra vita e molti grandi interrogativi scientifici legati appunto alla risoluzione di complessi sistemi di equazioni relativi alle leggi di conservazione della fisica: dalle soluzioni di queste equazioni si possono ricavare accurati modelli di previsione sulle dinamiche dell’universo, sugli eventi naturali e persino sul nostro stato di salute, analizzando ad esempio le caratteristiche del flusso sanguigno.

Ecco allora spiegato l’impegno assunto dalla Commissione Europea che ha da poco finanziato il progetto ExaHyPE (An Exascale Hyperbolic PDE Engine), con l’obiettivo di rendere questi supercomputer più potenti, flessibili e soprattutto più economici sviluppando un nuovo software di simulazione delle leggi di conservazione della fisica capace di sfruttare tutta la potenza dei supercomputer di nuova generazione. Al progetto, di durata quadriennale, lavora un team internazionale di scienziati provenienti da Germania, Regno Unito, Russia e Italia, che prende parte alle ricerche con il Laboratorio di matematica applicata dell’Università di Trento, coordinato dal professor Michael Dumbser.

Sono quattro i principali obiettivi di ExaHyPE. Il primo è relativo all'efficienza energetica dell’hardware per il supercomputing: attualmente un supercomputer in grado di eseguire calcoli al ritmo di 1 exaFlop al secondo potrebbe anche essere costruito, ma il suo fabbisogno energetico sarebbe proibitivo. Col nuovo software di simulazione che si sta progettando si pensa di poter far fronte alle esigenze del futuro hardware contenendo i consumi energetici.



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