Creduti morti, i supercomputer stanno tornando in auge – leggiamo nell’articolo su Le Monde. Ora stanno beneficiando di un mercato globale vivace, grazie allo sfruttamento dell’oro nero del XXI secolo: i dati al servizio dell’intelligenza artificiale (AI). Sono persino diventate una questione di sovranità, al punto che gli Stati Uniti, nella loro guerra commerciale con la Cina, sono arrivati a privare il rivale asiatico dei microprocessori per queste macchine. In Europa, i sopravvissuti stanno uscendo allo scoperto. A cominciare dal governo francese, che sta monitorando da vicino i negoziati per lo scioglimento del gruppo Atos. La sua filiale Eviden ospita una delle poche pepite sopravvissute in Europa: i supercomputer acquisiti da Bull nel 2013. Entro il 2027 è prevista l’apertura di un nuovo stabilimento ad Angers.
Questi colossi vengono chiamati in soccorso per sviluppare più rapidamente farmaci e vaccini, in particolare contro il Covid-19, per perfezionare le previsioni meteorologiche a fronte dei cambiamenti climatici, per migliorare l’aerodinamica di aerei e altri veicoli in modo da consumare meno energia, per combattere attacchi informatici sempre più temibili o per simulare un’esplosione nucleare in nome della deterrenza. L’apprendimento automatico e l’informatica quantistica (calcoli simultanei e massicci su scala atomica) hanno bisogno di loro.
Da tempo confinato alla ricerca universitaria o alla simulazione industriale o nucleare (difesa), il filone dei supercomputer viene ravvivato dall’intelligenza artificiale. “I modelli di AI su larga scala stanno crescendo molto rapidamente e nuovi acquirenti stanno iniziando a utilizzare macchine ad alta capacità, con prezzi di vendita che vanno da decine di milioni a centinaia di milioni di dollari l’uno”. Anche la lotta agli attacchi informatici richiederà una grande potenza di calcolo”, prevede Earl Joseph, amministratore delegato di Hyperion Research, una società di ricerca statunitense specializzata nel mercato globale dell’HPC (high performance computing). Più potenti sono i computer, più costosi sono.
Miliardi e miliardi di operazioni
Questi nuovi supercomputer sono i pesi massimi del mondo dell’informatica, relegando i loro predecessori degli anni ’60 nella categoria dei pesi piuma. All’epoca, i produttori pionieristici erano IBM, Univac, Control Data Corporation, Cray Research e Silicon Graphics Inc. La Legge di Moore – che prevede un raddoppio della potenza dei chip elettronici ogni due anni – ha avuto un effetto negativo su di loro negli anni ’80 e ’90, ma questi dinosauri non si sono estinti. Dalle poche centinaia di migliaia di istruzioni al secondo (o KIPS, per kilo instructions per second) dei vecchi, l’attuale generazione sta raggiungendo milioni di miliardi di operazioni al secondo, espresse in petaflops/s (da 1015) per i modelli cosiddetti “petascale”, e addirittura miliardi di miliardi di operazioni al secondo, in exaflops/s (da 1018) per i più potenti in termini di calcolo, noti come “exascale”. “Se ogni persona sulla Terra facesse un calcolo al secondo, ci vorrebbero più di quattro anni per fare quello che un computer exascale può fare in un solo secondo”, afferma Anders Dam Jensen, direttore di EuroHPC, l’alleanza europea decisa a fare del Vecchio Continente il paradiso dei supercomputer.
Il mercato globale di questi supercomputer è in piena espansione: nel 2026 dovrebbe essere superata la soglia dei 50 miliardi di dollari (46,7 miliardi di euro), rispetto ai 32,4 miliardi di dollari di quest’anno. “Queste previsioni includono il prezzo dei supercomputer, ma anche i servizi di archiviazione, il software, le applicazioni e la manutenzione, tenendo presente che un singolo supercomputer costa tra i 300 e i 600 milioni di dollari”, spiega Earl Joseph, anche direttore esecutivo dell’HPC User Forum. Gli utenti di questi supercomputer si sono recentemente incontrati il 6 e 7 settembre a Tucson (Arizona), negli Stati Uniti.
I primi 10 produttori mondiali di supercomputer, in termini di fatturato, comprendono attualmente HPE (Hewlett-Packard Enterprise), Dell, Lenovo, Inspur, Sugon, IBM, Atos (Eviden), Fujitsu, Nec e Penguin (su un valore totale dell’hardware di 15,4 miliardi di dollari entro il 2022). Ma per reggere il confronto, la battaglia è feroce.
I dati e l’intelligenza artificiale, in un contesto di apprendimento profondo – in cui il software impara da solo a partire da megadati – stanno ampliando la base di clienti per queste potenti macchine. “Stiamo assistendo a un cambiamento negli utenti finali. Il calcolo ad alte prestazioni, che in passato era riservato ai governi e agli istituti di ricerca e sviluppo, sta facendo sempre più capolino nel settore privato, tra i produttori, che lo considerano un importante vantaggio competitivo. I settori aerospaziale, automobilistico, farmaceutico, finanziario ed energetico stanno investendo sempre di più”, osserva Emmanuel Le Roux, vicepresidente responsabile delle attività HPC, AI e quantistiche di Eviden. Ad esempio, tra i nuovi acquirenti della sua superpotente BullSequana c’è “una grande banca francese”, di cui non vuole fare il nome. “Le banche possono simulare dati quali pressioni competitive, rapporti normativi, requisiti di sicurezza o fluttuazioni di mercato che richiedono l’esecuzione di calcoli complessi per rivalutare rapidamente i rischi e ottimizzare gli investimenti”, spiega.
Modellare la Terra
Nel settore sanitario, i supercomputer sono stati arruolati per ricercare a velocità sostenuta gli antidoti alle nuove varianti della SARS-CoV-2, simulando al contempo la circolazione globale delle epidemie. La start-up francese Qubit Pharmaceuticals, che progetta software per la scoperta di farmaci, ha acquistato un supercomputer ibrido (HPC e quantistico). “Questo supercomputer, basato sulla tecnologia Nvidia, ci permette di eseguire centinaia di migliaia di calcoli, ognuno dei quali convalida o invalida l’efficacia di un candidato farmaco, senza doverlo sintetizzare o testare. Sintetizziamo solo quelli più promettenti. Attualmente lo stiamo utilizzando nei settori del cancro e dell’infiammazione”, spiega il CEO Robert Marino.
Un altro settore preferito dall’HPC è quello meteorologico e climatico. Dopo aver acquistato tre anni fa due supercomputer BullSequana per 42 milioni di euro, l’ente pubblico Météo-France prevede di lanciare un nuovo bando di gara da 350 milioni di euro alla fine del 2024 per acquistare un altro supercomputer più potente e dotato di intelligenza artificiale.
Il mondo chiede di più. Jensen Huang, il CEO americano-taiwanese di Nvidia, leader mondiale nei microprocessori per schede grafiche e supercomputer, era a Berlino il 3 luglio per il summit EVE (Earth Virtualization Engines). L’obiettivo: modellare la Terra nell’ambito del programma Earth-2 per simulare meglio i cambiamenti climatici ovunque e visualizzare i risultati con una risoluzione di pochi chilometri quadrati. Il progetto paneuropeo DestinE (Destination Earth) si ispira a questo per creare un gemello digitale della Terra.
Molti altri settori si sono rivolti all’HPC: l’aeronautica, lo spazio, la difesa, l’energia nucleare, la difesa informatica e, più recentemente, le automobili autonome. Tesla, il principale produttore di auto elettriche al mondo, sta investendo 1 miliardo di dollari nella propria, chiamata Dojo.
Il calcolo ad alte prestazioni si sta democratizzando grazie al cloud, che rende questa superpotenza accessibile da remoto. Le start-up e le PMI ne stanno beneficiando. Microsoft sta investendo miliardi di dollari in OpenAI per costruire supercomputer a cui ChatGPT e DALL-E possono accedere tramite il suo cloud di calcolo Azure. Anche molte altre IA generative, come Bard di Google, Midjourney o Llama di Meta, richiedono un’elaborazione intensiva per generare testo, immagini o musica.
Sudori freddi
Quando, dieci anni fa, nel giugno 2013, la Cina ha scalzato gli Stati Uniti come supercomputer più potente del mondo con il suo Tianhe-2 situato a Guangzhou, c’è stato quasi un incidente diplomatico. Il Regno di Mezzo è rimasto il numero uno al mondo per l’HPC per dieci semestri consecutivi, secondo la storia di Top500.org. Questa classifica è diventata il punto di riferimento internazionale da quando è stata creata trent’anni fa dall’Università di Mannheim (Baden-Württemberg) in Germania. Ma questa classifica dei 500 supercomputer più potenti sta facendo sudare freddo i governi, che considerano i loro HPC come standard di sovranità tecnologica. E da quando la Cina ha dichiarato di voler investire massicciamente nei propri supercomputer per diventare il leader mondiale dell’IA entro il 2030, i suoi rivali americani, giapponesi ed europei sono sul piede di guerra.
Grazie, senza dubbio, alle restrizioni sui chip imposte da Washington a Pechino, gli Stati Uniti detengono l’emblematico primo posto nella Top500 dal giugno 2022 con Frontier, un supercomputer costruito da HPE Cray (Hewlett-Packard Enterprise ha acquistato SGI nel 2016 e Cray Research nel 2019) e dotato di chip AMD, che lavora per il Dipartimento dell’Energia statunitense. Il Paese ha persino il lusso di essere il primo a raggiungere la potenza “exascale”, attualmente pari a 1,194 exaflops/s.
Gli Stati Uniti mettono i bastoni tra le ruote alla Cina privandola dei microprocessori americani di Nvidia, Intel o AMD per i supercomputer. Il 9 agosto Joe Biden ha firmato un decreto presidenziale che vieta alle aziende tecnologiche americane di investire nella Repubblica Popolare Cinese, in particolare nei settori dei semiconduttori, dell’informazione quantistica e dell’intelligenza artificiale. Secondo il Presidente degli Stati Uniti, questo potrebbe essere sfruttato per scopi militari e potrebbe ritorcersi contro il suo Paese.
Ma Xi Jinping si è vendicato limitando le esportazioni di alcuni metalli (gallio, germanio, indio, ecc.), le “terre rare” necessarie per la produzione di semiconduttori. Nell’aprile 2021, la Casa Bianca ha aggiunto i produttori cinesi di supercomputer, tra cui Inspur, alla sua “lista nera”.
Andare più in alto
Da parte sua, nel 2018 l’Europa ha creato la joint venture EuroHPC, con sede in Lussemburgo, il cui consiglio di amministrazione è composto da trentatré membri in rappresentanza di Stati, tra cui la Turchia, e dell’industria. La Commissione europea fornisce metà dei finanziamenti. “L’obiettivo di EuroHPC è quello di fare dell’Europa un leader mondiale nel supercalcolo e di rafforzare l’autonomia e la sovranità digitale dell’Europa nel campo dell’HPC e del calcolo quantistico”, afferma il suo direttore, Anders Dam Jensen. Da giugno 2020, EuroHPC è al terzo posto della Top500 con il supercomputer LUMI, cofinanziato e installato in Finlandia, che è prodotto dall’azienda americana HPE Cray e utilizza chip AMD. Leonardo, installato in Italia e realizzato in Francia con il supercomputer BullSequana di Eviden, dotato di chip americani (Intel e Nvidia), è al quarto posto mondiale dal novembre 2022.
EuroHPC vuole andare ancora più in alto, con due sistemi exascale: Jupiter in Germania, il primo supercomputer europeo di questa categoria, e un secondo in Francia, il cui nome non è ancora stato deciso dal consorzio Jules Verne, che lo installerà presso la Commissione francese per l’energia atomica (CEA) a Bruyères-le-Châtel (Essonne). Il costo sarà di 542 milioni di euro (incluso il servizio per cinque anni), di cui il 50% sarà cofinanziato da EuroHPC. Attraverso il programma France 2030, il governo francese prevede di stanziare fino a 263 milioni di euro.
Il supercomputer sarà installato entro la fine del 2025″, spiega Laurent Crouzet, membro francese di EuroHPC e responsabile del dipartimento infrastrutture e servizi digitali presso il Ministero francese dell’istruzione superiore e della ricerca. Risponderà alle principali sfide sociali e scientifiche attraverso la convergenza di simulazioni digitali, analisi massiva dei dati e intelligenza artificiale. Sarà aperto agli utenti pubblici e privati della ricerca e dell’innovazione”. La Francia dispone anche del Jean Zay, un supercomputer specializzato in IA che, in occasione del summit VivaTech di giugno, il presidente francese Emmanuel Macron ha annunciato di voler quadruplicare la sua potenza al costo di 50 milioni di euro.
Alla fine di giugno, Thierry Breton ha scritto su X (ex Twitter) che “l’Europa è un posto meraviglioso per costruire il futuro del supercalcolo e dell’IA”, nel tentativo di attirare l’attenzione del CEO dell’azienda americana Nvidia, che stava incontrando in California. Stati Uniti e Cina parlano la stessa lingua. La battaglia dei titani dell’informatica è iniziata.