Unione Europea

Supercomputing: all’Italia il coordinamento del progetto Ue ‘Shapes’

L'Europa ha deciso di coordinare gli sforzi di ricerca per vincere la battaglia tecnologico-industriale con Stati Uniti e Giappone sulle architetture dell'elettronica di consumo del futuro e l'Italia, con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, assume in questa corsa un ruolo molto importante. Tra le sfide del prossimo futuro, il superamento dei limiti delle attuali infrastrutture, attraverso la realizzazione di nuove modalità e architetture a supporto della telefonia mobile del futuro, dell’avionica, dei robot e dell’intelligenza ambientale per i servizi alla persona ed anche delle applicazioni di supercalcolo numerico in settori quali medicina, fisica e ingegneria.

Una posizione di vantaggio rispetto agli Stati Uniti

L’Europa, in questo contesto, è in una posizione di vantaggio rispetto agli Stati Uniti e all’Asia, per le sue tradizionali competenze sull'elettronica "embedded" (telefonini, aeronautica, automobili), in pratica i sistemi intelligenti. E per meglio coordinare la ricerca scientifica e tecnologica, la Commissione Europea ha deciso di finanziare il progetto internazionale SHAPES, organizzato dall'Italia, per aggregare intorno alle competenze dell'INFN e dei suoi spin-off industriali, selezionati istituti di ricerca e partner industriali Europei. L'INFN ha infatti realizzato - con la serie dei supercalcolatore APE - l'unico esempio europeo di piattaforma di supercalcolo costruita da un ente di ricerca, mentre ATMEL Roma ha sviluppato su questa esperienza il DIOPSIS, un avanzato MPSoc (Multi processor System on Chip).

Un settore così importante

Questi successi in un settore così importante per la crescita e la competitività dell’Europa, hanno collocato i ricercatori italiani in una posizione di leadership nella definizione di linee guida e strategie per lo sviluppo delle future architetture di computing previste nel 7° Programma quadro della Ue. Nell’ambito del progetto SHAPES, i ricercatori romani hanno ricevuto l'incarico di organizzare il primo Workshop internazionale sulle architetture numeriche parallele per applicazioni embedded e scientifiche: CASTNESS (Computer Architectures and Software Tools for Numerical Scalable Embedded System) a cui hanno partecipato 90 ricercatori accademici ed industriali attivi in questo campo. “In questi ultimi anni si sono delineati due scenari distinti nel computing – ha spiegato Pier Stanislao Paolucci, ricercatore dell'INFN e coordinatore del progetto europeo SHAPES - Da una parte c'è la specializzazione europea nei cosiddetti sistemi embedded, cioè i computer inseriti nell'avionica, nei cellulari, nelle automobili e in altre macchine dedicate a interagire con l'uomo e l'ambiente. Questi sistemi debbono produrre poco calore, consumare poca energia, essere trasportabili. In questo campo l'Europa e' leader sul mercato internazionale”. Dall'altro lato c'è il computing per il supercalcolo, che aumenta la sua potenza ogni anno trovando il modo di inserire sempre più transistor all'interno di un processore. In questo campo la leadership e' americana. "Ma il criterio con cui ci si è mossi in questo settore ha ormai toccato i suoi limiti fisici - spiega Piero Vicini, dell'INFN di Roma e responsabile del progetto APE - Durante gli ultimi venti anni, la tecnologia ha consentito di raddoppiare, ogni 18 mesi, il numero di transistor disponibili per costruire un processore. I processori tradizionali sono quindi diventati sempre più veloci e più grandi. Ma oggi non è più possibile aumentare la complessità del singolo processore perchè i segnali elettrici, per gli intrinsechi limiti fisici, non riescono a raggiungere l'intero processore in un singolo ciclo di clock. Inoltre se la velocità cresce molto, il consumo di energia si innalza troppo e il sistema si scalda eccessivamente diventando di difficile, se non impossibile, l'assemblaggio". La soluzione, per Paolucci, risiede non tanto nell’aumentare ulteriormente la complessità e la velocità del singolo processore, ma nell’utilizzare una 'mattonella di calcolo elementare’ (in inglese TILE) che diventerà negli anni sempre più piccola grazie al progresso tecnologico e nell’integrare molte di queste Tile all'interno di un singolo chip costruendo quindi un sistema di calcolo parallelo.

Il ricercatore

“L'INFN, in Europa – ha spiegato il ricercatore - è uno dei migliori centri di progettazione di sistemi di calcolo paralleli, finora utilizzati per applicazioni scientifiche, ma che ora sono divenute essenziali per mantenere la leadership Europea nella elettronica per i sistemi embedded”. “L'INFN, con APE, ha creato il primo ponte tra la vocazione europea e quella americana – ha concluso Vicini - E ora che la UE ha scelto con decisione la strada delle nuove architetture, l'Italia si trova in una posizione avanzata ed e' in grado di esercitare un ruolo importante in questo settore dell'Innovazione scientifica e tecnologica”. (a.t.)

(19 gennaio 2007)

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