Giuseppe Caravita, Nòva24 20/1/2011, 20 gennaio 2011
MATEMATICA ESTREMA
Il ragazzo ha gli occhi fissi sullo schermo, sta giocando una difficile battaglia contro gli alieni. Muove il mouse veloce, tra figure tridimensionali in alta definizione che si muovono velocemente. Il suo pc, sotto la scrivania, brilla di lucine a led intermittenti. Dentro, sta lavorando a pieno ritmo un chip particolare, la graphical processing unit della sua scheda video. Un quadrato di silicio di 3 millimetri di lato esclusivamente dedicato al calcolo grafico per il videogioco. In realtà un chip con impressi sopra un miliardo di componenti elementari, capace di una potenza di calcolo quasi inimmaginabile: più di mille miliardi di operazioni matematiche elementari in virgola mobile ogni secondo (un teraflop). Su 240 unità di calcolo (core) che lavorano in parallelo. Quante bastano per rendere sullo schermo gli alieni o i dinosauri in 3D.
Poche centinaia di euro, per questa scheda video. Eppure un autentico supercomputer, nascosto nei pc. Al punto che l’Nvidia, tre anni fa, presentò la Tesla, una scheda per server paralleli che trasformava il suo motore grafico in supercomputer vettoriale, capace di elaborare modelli e simulazioni scientifiche complesse. Otto di queste stanno in un server, poco più grosso di un pc. E l’Ibm le ha adottate per il suo iDataplex, un supercalcolatore capace di arrivare al petaflop, un milione di miliardi di operazioni al secondo.
«Sistemi come questi sono ormai la realtà in molti centri di supercalcolo sparsi per il mondo – spiega Giovanni Aloisio, direttore informatico dell’Cmcc (Centro mediterraneo sui cambiamenti climatici) di Lecce – la barriera dei petaflop è ormai raggiunta, entro dieci anni potremo moltiplicarla per un altro fattore mille, a sistemi da un miliardo di miliardi di operazioni, exaflop».
Questa è la parola magica che oggi corre in tutto il mondo del supercalcolo globale. Pochi giorni fa, infatti, è stata pubblicata la roadmap dell’Iesp (International exascale software project), un’iniziativa che associa, in pratica, tutti i principali centri di supercalcolo Usa, giapponesi ed europei, insieme ad agenzie governative (il dipartimento del l’Energia e la National Science Founfation Usa, insieme alla Comunità europea, nonché aziende come Ibm, Intel, Nvidia, Cray, Edf). «Un club globale – spiega Aloisio, tra gli autori della raodmap – che punta a ripetere, ma sul supercalcolo estremo del 2020, lo stesso successo che è stata la grid, la rete delle risorse informatiche scientifiche che opera assieme, e che ha generato le imprese per il cloud computing».
Ma il compito sarà arduo. L’exascale significa avere strumenti di calcolo in grado di simulare un’intera centrale a fusione come Iter, un modello climatico planetario ipercomplesso, i miliardi di interazioni proteomiche, l’intero sistema energetico mondiale, la materia e l’energia oscura del cosmo. «Milioni di core che dovranno lavorare assieme, in parallelo. La frontiera, come le macchine a petaflop, è aperta e possibile. Ma siamo alla soglia dell’impossibile».
La roadmap dell’Iesp verrà formalizzata in aprile, a Kyoto. Intento il dipartimento dell’Energia Usa ha già avviato un suo centro sul software exascale. «E con la Commissione europea stiamo sviluppando l’Eesi, il progetto europeo sull’exascale».
Il nostro giovane videogiocatore, invece di concentrarsi solo sugli alieni, farebbe bene a imparare un ambiente software, il Cuda di Nvidia, in grado di programmare in parallelo, anche per modelli scientifici, il piccolo mostro nascosto nella sua scheda video di casa. «Nei prossimi anni – aggiunge Aloisio – sul supercalcolo dovremo fare, tutti assieme nel mondo, uno sforzo senza precedenti. Creare una piattaforma complessa in grado di sfruttare appieno la potenza oggi latente nell’hardware di miliardi di transistor. E la chiave sarà il co-design su software open source: imprese vecchie e nuove, università e persino singoli per dare l’assalto al cielo».