Si tratta di una vera e propria svolta green per i data center HPC. Un’infrastruttura virtuale avanzata per rendere più efficiente, sicuro e sostenibile il calcolo ad alte prestazioni
L’ENEA ha sviluppato un gemello digitale dell’intera infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni (HPC), inclusa la replica virtuale del supercomputer Cresco operativo presso il Centro Ricerche di Portici, a Napoli. Si tratta di un progetto altamente innovativo che consente di monitorare in tempo reale le risorse fisiche, ottimizzare le prestazioni operative e simulare strategie di risparmio energetico, aprendo nuovi scenari per la gestione sostenibile dei data center.
Le attività sono state presentate in diverse conferenze internazionali e pubblicate sulla rivista scientifica online dell’Association for Computing Machinery, nell’ambito del progetto PNRR Rome Technopole, uno dei principali hub italiani per l’innovazione tecnologica e la ricerca avanzata.
Cos’è il gemello digitale del supercalcolo
Il digital twin, o gemello digitale, è una replica virtuale estremamente dettagliata di un sistema fisico reale, in questo caso dell’intero data center HPC di ENEA. Questa tecnologia consente di simulare, prevedere e ottimizzare il funzionamento dell’infrastruttura, valutando consumi energetici, flussi di raffreddamento, carichi di lavoro e possibili criticità operative.
Nel caso specifico, il gemello digitale sviluppato da ENEA permette di:
- monitorare costantemente lo stato dei sistemi di calcolo;
- simulare scenari complessi di carico e guasto;
- pianificare interventi di manutenzione predittiva;
- testare soluzioni per la riduzione dei consumi energetici;
- aumentare la resilienza complessiva dell’infrastruttura.
Il supercomputer Cresco: cuore della ricerca scientifica
Il supercalcolatore Cresco, situato presso il Centro Ricerche ENEA di Portici, è in grado di eseguire milioni di miliardi di operazioni al secondo (petaflops) ed è impiegato in numerosi ambiti strategici, tra cui:
- previsioni climatiche e qualità dell’aria;
- ottimizzazione delle reti elettriche;
- simulazioni per la fusione nucleare;
- studi su efficienza energetica;
- ricerca su materiali innovativi e nanotecnologie;
- biotecnologie e salute;
- big data, intelligenza artificiale e machine learning.
Grazie al gemello digitale, queste attività potranno ora beneficiare di una gestione più efficiente, sostenibile e affidabile delle risorse di calcolo.
Blockchain, token e smart contract: il futuro della gestione HPC
Il sistema sviluppato da ENEA, in collaborazione con la start-up Trakti, integra quattro tecnologie avanzate:
- Digital twin: replica virtuale dell’intero data center;
- Blockchain: registro distribuito per garantire trasparenza, sicurezza e tracciabilità dei dati;
- Token digitali: unità con cui vengono suddivise le risorse computazionali, energetiche e di memoria;
- Smart Legal Contract: contratti digitali con valore legale che automatizzano l’assegnazione delle risorse HPC.
Questa combinazione permette di regolare in modo automatico, sicuro e trasparente l’uso delle infrastrutture di calcolo, introducendo un nuovo paradigma di gestione delle risorse digitali ad alta complessità.
Intelligenza artificiale per ridurre consumi ed emissioni
“Il nostro gemello digitale simula, grazie all’uso dell’intelligenza artificiale, scenari di ottimizzazione delle risorse, miglioramento della tolleranza ai guasti e, soprattutto, riduzione dei consumi energetici, registrando poi tutte le operazioni su blockchain per garantire tracciabilità e sicurezza”, spiega Marta Chinnici, matematica del Laboratorio ENEA di Infrastrutture per il Calcolo Scientifico.
Grazie a questo sistema, ENEA ha già ottenuto un incremento del 40% nella visibilità dei costi legati alle risorse condivise, migliorando la gestione economica dell’infrastruttura.
Data center e sostenibilità: una sfida globale
I data center rappresentano oggi la spina dorsale della trasformazione digitale, ma pongono anche grandi sfide ambientali. Attualmente consumano circa il 3% dell’energia globale, con una previsione di crescita fino al 21% entro il 2030. Sul fronte delle emissioni, contribuiscono per lo 0,3% ai gas climalteranti, quota destinata a salire fino all’8% entro fine decennio.
In questo scenario, l’approccio di ENEA mostra come l’integrazione tra HPC, intelligenza artificiale e digital twin possa diventare una leva strategica per la sostenibilità energetica delle infrastrutture digitali.
Un modello replicabile per l’Europa
“Con l’aumento della domanda di potenza di calcolo, l’ottimizzazione energetica dei data center diventa una priorità assoluta. Il nostro obiettivo è dimostrare che il gemello digitale può diventare un punto di riferimento per una gestione più sostenibile, sicura e intelligente delle infrastrutture HPC”, conclude Marta Chinnici.
Il progetto di ENEA si candida così a diventare un modello replicabile a livello nazionale ed europeo, contribuendo alla costruzione di un ecosistema digitale più efficiente, trasparente e rispettoso dell’ambiente.
