Per ritrovarsi al centro dei piani europei sulla fusione nucleare, a Bologna è ‘bastato’ un supercomputer da 50 mln di euro, finanziato dal consorzio Eurofusion. ‘Pitagora’, inaugurato oggi nel data center Cineca di Casalecchio di Reno (parte dell’ecosistema del Tecnopolo di Bologna) è un super calcolatore dedicato esclusivamente alla fusione nucleare, in grado di effettuare circa 27 milioni di miliardi di operazioni al secondo.
Sarà anche grazie a Pitagora se un giorno, nell’ambito dei progetti Iter e Demo, si riuscirà a costruire un reattore a fusione nucleare per generare energia elettrica.
La macchina, che abbiamo visitato nel giorno del taglio del nastro, è già in funzione, ed è stata inaugurata dal ministro dell’Università e della Ricerca, Anna Maria Bernini, e dal ministro dell’Ambiente e della sicurezza energetica, Gilberto Pichetto Fratin.
Presenti anche il presidente di Cineca Francesco Ubertini, l’Ad di Eurofusion Gianfranco Federici e la presidente di Enea Francesca Mariotti (che rappresenta l’Italia in Eurofusion).
A cosa serve Pitagora
Pitagora, costato 50 mln di euro tra servizi e macchina vera e propria (una trentina di milioni) è il risultato di una gara pubblica bandita da EUROfusion nel settembre 2022 e che l’Italia si è aggiudicata proprio con Enea e Cineca.
Obiettivo: fornire un’infrastruttura di supercalcolo destinata alla comunità scientifica del consorzio EUROfusion che si occupa della fusione nucleare per la produzione industriale di energia elettrica – un obiettivo distante decenni che il supercalcolo vuole accelerare.
Il supercomputer, targato Lenovo, sarà dedicato alla simulazione numerica della fisica del plasma e all’analisi strutturale di materiali avanzati per la fusione nucleare. Il calcolo ad alte prestazioni fornito da Pitagora è indispensabile per validare i risultati sperimentali ottenuti da ITER e per rendere possibile la progettazione della futura centrale elettrica a fusione DEMO.
L’amministratore delegato di Eurofusion ha spiegato che una delle principali applicazioni della potenza di calcolo di Pitagora è la simulazione della turbolenza del plasma. È fondamentale che il calore generato all’interno delle macchine a fusione (come il JET in Inghilterra) sia distribuito in modo prevedibile per non danneggiare le pareti. Con i nuovi strumenti di calcolo, si è capito che esistono delle turbolenze che è molto difficile prevedere, spiega l’esperto.
Quanto è potente il supercomputer
Va fatta un po’ di chiarezza sulle performance del supercomputer: considerando entrambe le sue partizioni si raggiunge una potenza di 43.2 PFlop/s (27.9 per la parte Gpu e 15.2 per la Cpu), ovvero 43 milioni di miliardi di operazioni al secondo.
Ma le due vengono considerate separatamente dai tecnici ed è per questo che nella Top500, la classifica dei maggiori supercomputer al mondo, sono in posizioni diverse: la partizione Cpu alla posizione numero 104 e quella Gpu (costruita con 670 H100 di Nvidia) alla 58. Il numero testimonia quanto sia in evoluzione il panorama del supercalcolo: inizialmente si sarebbe posizionato al 44esimo posto.
Lo stesso Leonardo, il supercomputer più potente di Bologna (e d’Italia) oggi occupa la decima posizione in questa classifica. A metà 2024 era sesto.
La partizione CPU (Central Processing Unit) è composta da processori general-purpose, ottimizzati per gestire un’ampia varietà di operazioni. La partizione GPU (Graphics Processing Unit) è progettata per eseguire un’enorme quantità di operazioni in parallelo. Questo la rende estremamente efficiente per applicazioni di intelligenza artificiale.
I tecnici mostrano anche una terza partizione, che occupa appena due armadi, dedicata al training e alla modellazione interattiva da parte di chi userà il supercomputer: ad esempio, potrà essere usato per creare dei digital twin.
Al di là della potenza, i tecnici all’interno della stanza spiegano (alzando la voce per sovrastare il rumoroso ronzio delle macchine) che il consumo di elettricità per il raffreddamento del sistema è stato abbassato fino al 40% rispetto agli standard, grazie all’impiego della tecnologia di raffreddamento a liquido Lenovo Neptune, uno dei pezzi forti della multinazionale, che consente di dissipare fino al 98% del calore prodotto dal supercomputer mantenendo la temperatura delle CPU al valore giusto. L’efficienza operativa o PUE (Power Usage Effectiveness), il valore di riferimento per capire quanto consumano queste macchine, è attorno a 1,1. Di solito si considerano ‘buoni’ anche valori superiori, dall’1,2 all’1,6.
Da Marconi a Pitagora
Pitagora va a sostituire Marconi che dal 2016 ospitava gli studi sulla fusione nucleare e che, ricorda Alessandro de Bartolo (Infrastructure Solutions Group, Leader, Italy, Lenovo), è stato il primo supercomputer targato Lenovo ad essere costruito in Italia. Da allora la multinazionale (che ha prodotto la quota maggiore di supercomputer al mondo, con il 27%) ha costruito diverse macchine, come il sistema CRESCO8 per l’ENEA, o quello per studi oncologici e cardiologici per l’Istituto Europeo di Oncologia.
Di fatto Bologna diventa così uno dei centri più importanti per la fusione nucleare del continente grazie ad Eurofusion, che è una partnership cofinanziata che raggruppa quasi 30 paesi membri, con un budget quinquennale di circa un miliardo di euro. Il 55% del budget è fornito dalla Commissione Europea, mentre il resto proviene dai paesi membri.
Secondo il ministro Bernini “Qui a Bologna si rafforza un ecosistema che il Ministero dell’Università e della Ricerca sostiene e finanzia rendendo l’Italia un riferimento europeo per il supercalcolo, il quantum e le tecnologie più innovative”. “L’Italia conferma la propria leadership nella ricerca europea sull’energia da fusione”, commenta il ministro dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica Gilberto Pichetto Fratin.
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