Edoardo Lisi

Spazio e cluster di Supercomputer (HPC) rivoluzioneranno l’energia. Ecco come

Spazio e cluster di Supercomputer (HPC) possono imprimere una svolta alla transizione energetica. Ecco come

30 Settembre 2024 08:18

Edoardo Lisi

Il futuro dell’energia passa sempre più da spazio e supercalcolo. Infatti, i circa 5.000 satelliti che orbitano attorno alla Terra fra i 300 e i 1.000 chilometri di altezza rappresentano un serbatoio inesauribile di dati aggiornati in tempo quasi reale. Informazioni che si sommano a quelle raccolte dai sensori installati in varie zone del globo, fornendo risorse molto preziose per diverse attività sul nostro pianeta, dalla geo-localizzazione al monitoraggio delle infrastrutture energetiche, passando per l’imaging sismico. Tuttavia, un simile bacino di dati provenienti dallo spazio e dai sensori terrestri rischia di andare sprecato senza strumenti che permettano di organizzarli e analizzarli rapidamente per sfruttarli al meglio. Qui entra in gioco l’HPC (high performance computing), tecnologia che permette di elaborare enormi quantità di dati e risolvere problemi di calcolo complessi in near-real-time.

HPC, L’ULTIMA FRONTIERA DELL’ENERGIA

Per decenni hanno dominato la scena gli ormai celebri Supercomputer, dispositivi che incorporano al loro interno milioni di processori o core di processore. Il più veloce attualmente in funzione si chiama Frontier e raggiunge una velocità di elaborazione pari a 1.102 exaflop, che corrispondono a quintilioni di operazioni in virgola mobile al secondo (flop). Tuttavia, negli ultimi anni stanno prendendo sempre più piede i cluster di server di computer ad alta velocità, che operano su base locale o nel cloud. I potenti processori lavorano in parallelo, raggiungendo velocità oltre un milione di volte superiori rispetto a sistemi desktop e laptop. Parliamo di dispositivi che permettono alle aziende di ottenere un vantaggio competitivo significativo, di allargare gli orizzonti della ricerca scientifica e di aprire nuove opportunità di apprendimento. Questi sistemi permettono infatti di sviluppare e testare nuove tecnologie in condizioni sicure e controllate, automatizzare diverse operazioni, analizzare in tempo reale diverse terabyte di dati provenienti da sensori Internet of Things, radar e sistemi GPS.

Un’innovazione che può portare benefici importanti al settore dell’energia. Infatti, i sistemi di high performance computing assicurano supporto operativo nelle attività quotidiane, ma rappresentano anche un’importante leva tecnologica per la realizzazione della transizione energetica. Ad esempio, questi sistemi rappresentano uno strumento utile per svolgere gli studi necessari ad individuare e sviluppare nuove riserve di gas naturale, ma anche per sviluppare progetti di transizione e studiare nuove fonti energetiche green. Un potenziale che Eni ha deciso da tempo di sfruttare, scommettendo da anni sugli HPC. Entro la fine dell’anno sarà operativo HPC6, uno tra i computer industriali più veloci al mondo.

IN PARTENZA HPC 6, COS’E’

L’HPC 6 è solo l’ultima delle innovazioni in fatto di high performance computing, sistemi che usano supercomputer e cluster per risolvere problemi di computazione avanzata. Infatti, i sistemi HPC4 e HPC5 hanno raggiunto il termine del loro ciclo tecnologico. Parliamo di un settore in cui Eni investe da decenni, insieme ai nuovi software per supportare le sue attività operative e restare competitivi nei settori industriali dell’energia. Il nuovo sistema di super calcolo acquisito recentemente da Eni consentirà di potenziare di un ordine di grandezza la capacità computazionale a disposizione dell’azienda, passando dagli attuali 70 PetaFlop/s di HPC4 e HPC5 a oltre 600 PetaFlop/s di picco del nuovo HPC6, pari a circa 600 milioni di miliardi di operazioni matematiche complesse al secondo.

Inoltre, porterà benefici anche in termini di capacità di storage, che raggiungerà circa 100 PetaByte. In più, le prestazioni energetiche di HPC6 efficientano i consumi e minimizzano di conseguenza le emissioni di carbonio associabili al suo funzionamento.

HPC6, TUTTI I DETTAGLI

L’HPC6 è stato installato a metà 2024 ed entrerà in esercizio alla fine dell’anno presso il Green Data Center di Eni, all’interno di una nuova sala con capacità elettrica di 12 MW, che ospiterà anche un impianto per raffreddamento a liquido e un pavimento rinforzato. La scelta è dettata dal fatto che un simile sistema HPC di classe pre-Exascale richiede particolari infrastrutture per funzionare. Infatti, la struttura ospitante deve supportare un peso fino a 3 tonnellate per metro quadrato, fornire oltre 10 MW di alimentazione elettrica e avere un impianto di raffreddamento a liquido. Il nuovo sistema risponde a un molteplice insieme di obiettivi. In primo luogo, offre supporto operativo in diversi ambiti. Infatti, HPC 6 può contare su una migliore capacità computazionale rispetto alle versioni precedenti.

Caratteristica che rende questa innovazione tecnologica un valido strumento di supporto per le attività di imaging sismico, fondamentali per i progetti esplorativi. Tutto questo è possibile grazie alle capacità hardware e software raggiunte dalla società nel settore della geofisica, che hanno contribuito in maniera determinante ai successi esplorativi e al de-risking della attività di sviluppo delle risorse. Il secondo obiettivo che Eni conta di raggiungere grazie al nuovo sistema di super calcolo è collegato proprio al de-risking e al mantenimento della leadership nelle Geoscienze.

LA SVOLTA PER L’ENERGIA

HPC6 permetterà di elaborare i dati sismi acquisiti tramite tecniche Ocean Bottom Node (OBN). Parliamo di una tecnologia che si compone di sensori posizionati sul fondale marino che registrano le onde sismiche. Il sistema di high performance computing migliorerà la risoluzione delle immagini acquisite in contesti complessi e aumenterà il numero di dati per unità di sotto-superficie, aiutando a comprendere e affrontare meglio i fenomeni sismici. In altre parole, questa innovazione migliorerà la capacità di de-risking per le attività legate tradizionali ma anche per quelle legate alla cattura e allo stoccaggio del carbonio (CCS).

GLI ALTRI VANTAGGI

Da ultimo, non certo per importanza, HPC6 rappresenterà una leva tecnologica per la transizione energetica. Infatti, verrà impiegato in diversi settori lungo tutta la catena del valore di Eni, giocando un ruolo cruciale nelle attività di ricerca e sviluppo dell’azienda. L’operatività di HPC6 porterà progressi nella fluidodinamica computazionale per il dimensionamento e l’operatività degli impianti industriali. Una migliore capacità computazionale favorirà anche lo sviluppo delle scienze climatiche, un settore importante sia per la gestione delle fonti rinnovabili sia per gli eventi meteorologici. Infatti, le simulazioni atmosferiche avanzate contribuiranno alla previsione degli hazard meteorologici e ad una efficace gestione delle fonti energetiche rinnovabili. HPC6 permetterà anche di risolvere problemi complessi associati al tema della stabilità del plasma in ambito fusione. Infine, la possibilità di effettuare simulazioni a livello atomico, molecolare e sopramolecolare favorirà lo sviluppo di materiali innovativi per applicazioni come la chimica verde e la cattura della CO2.