L’innovazione tecnologica e la ricerca scientifica non possono prescindere dalla tutela dell’ambiente. Macchine come i supercomputer, tradizionalmente molto energivore, devono disporre di adeguate caratteristiche di sostenibilità. L’ultima più innovativa possibilità in termini di efficientamento energetico è il raffreddamento ad acqua, che permette di risparmiare sui consumi di elettricità.
Alla luce delle politiche e degli obiettivi europei sulla decarbonizzazione, questi aspetti sono prioritari non solo per i privati ma anche per le pubbliche amministrazioni, tra le quali non manca la consapevolezza dei benefici di fare scelte in ottica green. È il caso del Cmcc – Centro euro mediterraneo sui cambiamenti climatici di Lecce che, con il supporto del provider Ricca IT, installerà entro la fine del 2024 un nuovo hpc con attenzione alle sfide ambientali.
Hpc e sostenibilità ambientale, lo scenario
Considerando la tutela dell’ambiente, l’obiettivo dell’Unione europea è raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 e di conseguire diversi risultati green entro il 2030: tra questi, “la riduzione del consumo energetico finale dell’11,7 per cento rispetto alle proiezioni” per quell’anno, come si legge proprio sul sito della Commissione Ue. È importante quindi che, seguendo questi indirizzi, anche i progetti degli hpc più efficienti di ultima generazione tengano conto di questa necessità. I supercomputer sono, infatti, energivori: il consumo avviene soprattutto per garantire il loro raffreddamento, tradizionalmente svolto tramite compressori ad aria, al fine di evitare che i processori si surriscaldino smettendo di funzionare o deteriorandosi.
Questi macchinari sono fondamentali oggi, in epoca di piena rivoluzione per l’Intelligenza Artificiale, per svolgere numerose attività di calcolo sfruttando moli enormi di dati in diversi campi. Vengono per esempio utilizzati:
- In ambito climatologico, il calcolo dell’hpc serve per prevedere il meteo e fenomeni disastrosi come i tornado, ma anche per svolgere ricerca sull’andamento del clima globale,
- In ambito industriale viene impiegato nella simulazione, nell’efficientamento dei processi produttivi, nella prototipazione,
- L’hpc trova spazio nell’industria del gaming
- Il supercalcolo viene impiegato anche nell’automotive
- In ambito sportivo viene usato l’hpc per l’ottimizzazione delle vele da competizione o in ambito calcistico
- Nel settore agricolo per svolgere previsioni utili alle colture, per esempio per capire dove e come si insedieranno i parassiti e prevenirli.
“Gli hpc sono estremamente necessari al mondo di oggi, ci hanno permesso di trovare soluzioni in tempi brevi a problemi complessi – spiega Stefano Ricca, fondatore ed amministratore delegato di Ricca IT -. Non ne potremmo fare a meno, ma bisogna risolvere il problema dello sperpero di energia, che è presente e va affrontato. Ci sono inoltre, per esempio, in corso progetti green su questi sistemi, come quelli per il recupero del calore, volti a sfruttarlo e riutilizzarlo senza dissiparlo, per esempio per scaldare ambienti pubblici come le piscine o gli impianti sanitari, così come esistono progetti pioneristici come la posa dei supercomputer sul fondo oceanico”.
Come rendere più sostenibili i supercomputer
Al di là di queste iniziative, i vendor di sistemi hpc si stanno prodigando per trovare soluzioni a breve termine al problema dell’eccessivo impatto energetico. Due i fronti su cui si sta lavorando:
- Si punta ad alzare la soglia di temperatura tollerabile dal sistema hpc, in modo da sfruttare la tecnologia del free cooling che si serve dell’aria degli ambienti esterni senza dover quindi attivare i compressori,
- Si utilizza il raffreddamento ad acqua, sfruttando quella di falda.
Ciò che appare evidente è che la sostenibilità è una priorità che chi realizza sistemi hpc deve considerare sin dalle prime fasi di progettazione. Dal lato della pubblica amministrazione c’è la dovuta attenzione: “Nei bandi pubblici per la realizzazione degli impianti è richiesto un indicatore della sostenibilità del futuro sistema hpc, le PA vogliono conoscere il fattore di efficientamento della macchina”, conferma Ricca. Un approccio che aiuta a superare una situazione potenzialmente paradossale: quella di disporre di un sistema utile per svolgere ricerche sulla salvaguardia climatica e ambientale, ma che ha un impatto ecologico pesante.
Hpc più efficiente e sostenibile: il caso del CMCC
Va nella direzione della sostenibilità come attributo prioritario il progetto Cassandra, il sistema hpc che entro quest’anno sarà realizzato per il Cmcc – Centro euro-mediterraneo sui cambiamenti climatici di Lecce da parte di Ricca II, partner Lenovo ed Nvidia. Obiettivo, fare ricerca sui cambiamenti climatici, grazie a una potenza di calcolo di 1,2 PetaFlops, raddoppiando così la capacità della soluzione attualmente in uso: “Il Centro disponeva già di un hpc, Juno, ma cambiando sede e aumentando le esigenze di potenza di calcolo è stato necessario procedere a realizzarne uno nuovo – spiega Stefano Ricca -. Il nuovo sistema dispone di batterie, chiamate chiller, appositamente studiate per il raffreddamento, che avviene grazie all’acqua contenuta in un circuito chiuso non deteriorabile, con tubi in acciaio”.
Cassandra, dunque, sarà un sistema attento all’efficientamento energetico, dotato della tecnologia Lenovo Neptune direct water – cooling. Questa innovazione permette di intervenire sul 98% del calore che viene prodotto dall’hpc e di contenere i consumi energetici di circa il 15% in meno rispetto alle tradizionali soluzioni a raffreddamento ad aria. Infatti, il raffreddamento ad acqua consentirà un uso minore delle ventole e di conseguenza sarà richiesta meno energia elettrica per il funzionamento dell’infrastruttura.
Il nuovo supercomputer, più sostenibile e potente del precedente, permetterà al Centro di svolgere le proprie ricerche realizzando modelli predittivi sull’andamento climatico, studi indispensabili per capire il futuro del nostro ambiente e trovare soluzioni in tempo.
Contributo editoriale sviluppato in collaborazione con Ricca IT
