Il supercomputer Leonardo, situato nel Tecnopolo di Bologna, è uno dei più avanzati al mondo e rappresenta un punto di riferimento per la ricerca scientifica e tecnologica in Europa.
Sviluppato nell’ambito dell’iniziativa EuroHPC Joint Undertaking, un consorzio europeo volto a promuovere lo sviluppo di infrastrutture di supercalcolo di classe mondiale, Leonardo è parte della strategia europea per raggiungere l’autosufficienza digitale e rafforzare la competitività tecnologica globale.
Specifiche tecniche
Leonardo è un supercomputer della classe pre-exascale, il che significa che è progettato per operare vicino all’ordine degli exaflop, ovvero la capacità di eseguire un miliardo di miliardi di operazioni al secondo. Leonardo ha una capacità teorica di picco di circa 240 petaflop, che lo rende uno dei sistemi di calcolo più potenti al mondo. Questo significa che è capace di compiere 240 milioni di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo.
Il sistema è basato su una combinazione di unità di calcolo CPU (processori tradizionali) e GPU (processori grafici), ottimizzati per operazioni parallele complesse. Le CPU sono della famiglia AMD EPYC mentre le GPU sono le NVIDIA A100, una delle più potenti sul mercato.
Per questo Leonardo utilizza un sistema di raffreddamento a liquido, che permette di mantenere l’efficienza energetica nonostante l’enorme calore prodotto. Questo approccio è essenziale per ridurre il consumo energetico e migliorare le prestazioni.
Leonardo inoltre dispone di un’enorme capacità di memoria, sia volatile (RAM) sia di storage su disco, per gestire grandi volumi di dati scientifici e modelli di simulazione avanzata ed è connesso tramite una rete ad altissima velocità – Mellanox HDR InfiniBand,- che garantisce una comunicazione estremamente rapida tra i nodi di calcolo, riducendo i tempi di latenza e migliorando la scalabilità delle applicazioni.
Applicazioni scientifiche
Leonardo è stato progettato per affrontare alcune delle sfide più complesse della scienza moderna. Tra i campi di ricerca che beneficeranno delle sue capacità ci sono i cambiamenti climatici, attraverso simulazioni dettagliate del clima globale e delle dinamiche atmosferiche per migliorare le previsioni e studiare gli impatti del cambiamento climatico a livello regionale e mondiale.
Anche la medicina e le biotecnologie per la modellazione di proteine, simulazioni molecolari e analisi genetiche su larga scala, fondamentali per lo sviluppo di nuovi farmaci e terapie personalizzate.
Leonardo, nello studio sulla Fisica delle particelle, può eseguire simulazioni su larga scala per esperimenti di fisica avanzata, come quelli condotti presso il CERN. Inoltre grazie alla sua architettura GPU, Leonardo è particolarmente adatto per l’addestramento di modelli di intelligenza artificiale e deep learning su larga scala, accelerando le ricerche in questi campi.
Infine Leonardo consente di eseguire simulazioni estremamente dettagliate dei movimenti tettonici e della crosta terrestre, contribuendo alla previsione di terremoti e all’analisi dei rischi sismici.
Posizionamento nel panorama mondiale
A livello globale, Leonardo si posiziona tra i supercomputer più potenti al mondo. Nell’edizione di novembre 2022 della Top500, la classifica ufficiale dei supercomputer più potenti al mondo, Leonardo si è posizionato al quarto posto. I primi tre posti erano occupati da Frontier (USA), con oltre un exaflop di potenza, il primo supercomputer di classe exascale, Fugaku (Giappone), con una potenza di calcolo di circa 442 petaflop e al terzo posto LUMI (Finlandia), con una capacità di calcolo di 309 petaflop.
Nonostante non sia ancora di classe exascale, Leonardo è un esempio eccellente di infrastruttura europea di high-performance computing (HPC), e la sua architettura ibrida CPU-GPU lo rende estremamente versatile e potente per una vasta gamma di applicazioni.
Efficienza energetica
Oltre alla pura potenza di calcolo, Leonardo si distingue anche per l’efficienza energetica. Grazie al sistema di raffreddamento avanzato e all’architettura ottimizzata, riesce a mantenere un alto rapporto di prestazioni per watt. Questo è un fattore cruciale per i centri di calcolo che operano su larga scala, poiché il consumo energetico è uno dei costi operativi più elevati.
Il futuro di Leonardo e del calcolo Europeo
Con la crescente necessità di potenza computazionale per affrontare sfide globali come il cambiamento climatico, la pandemia e l’intelligenza artificiale, Leonardo gioca un ruolo strategico nella roadmap europea per la costruzione di una rete di supercomputer di classe exascale. I suoi successori potrebbero raggiungere potenze di calcolo superiori a un exaflop, portando l’Europa al vertice mondiale del calcolo ad alte prestazioni.
Leonardo non è solo uno strumento scientifico, ma anche un catalizzatore per lo sviluppo economico e tecnologico in Italia e in Europa. Il Tecnopolo di Bologna, grazie a questa infrastruttura, si sta rapidamente affermando come uno dei centri di eccellenza per il calcolo e l’innovazione a livello internazionale.
Insomma Leonardo non è solo un supercomputer all’avanguardia, ma rappresenta un simbolo dell’impegno dell’Europa a guidare l‘innovazione tecnologica e scientifica globale. Con le sue capacità di calcolo straordinarie e le sue applicazioni in settori cruciali, il supercomputer di Bologna non solo rivaleggia con i migliori al mondo, ma apre nuove possibilità per la ricerca e lo sviluppo in Europa e oltre.
