High Performance Computing (HPC) cos’è e perché, oggi, il super calcolo è il cuore della trasformazione digitale. Il “Caso” Prisma

L’High Performance Computing (HPC) comprende soluzioni in grado di elaborare dati ed eseguire calcoli a una velocità che supera di gran lunga quella dei computer ordinari. Questa potenza di calcolo aggregata consente a diverse organizzazioni scientifiche, commerciali e ingegneristiche di considerare problemi altrimenti impossibili da trattare.

Perché il calcolo ad alte prestazioni è importante?

Il calcolo ad alte prestazioni è importante nella misura in cui è in grado di generare ed utilizzare grandi quantità di dati per affrontare problemi di fatto impossibili da trattare con i metodi convenzionali di calcolo. Oltre a consentire lo studio dell’universo, l’HPC ha importanti applicazioni nella nostra vita quotidiana, tra cui:

Rilevamento delle frodi – Per rilevare con precisione le frodi nel settore dei servizi finanziari, un algoritmo deve analizzare sia milioni di transazioni nel momento in cui si verificano, sia le informazioni relative a tali transazioni per fornire il contesto.

L’HPC è in grado di svolgere questo lavoro automaticamente, facendo risparmiare potenzialmente milioni alle aziende.

Gestione delle cartelle cliniche – Poiché le cartelle cliniche elettroniche (EHR) sono diventate sempre più diffuse in campo medico, medici e infermieri hanno accesso a una quantità senza precedenti di dati sui pazienti che potrebbe teoricamente consentire loro di effettuare diagnosi e piani di trattamento migliori.

I sistemi HPC possono gestire e analizzare questi dati in un modo che i normali sistemi informatici non possono fare, riducendo il tempo che il personale medico dedica all’inserimento e all’organizzazione dei dati in modo da poter dedicare più tempo a lavorare con i pazienti.

Previsioni meteorologiche – Parte della sfida delle previsioni meteo è la quantità di risorse di calcolo necessarie per la risoluzione geografica. Il calcolo ad alte prestazioni è in grado di gestire le complesse equazioni utilizzate per esprimere la fisica del tempo, insieme all’enorme quantità di dati meteorologici raccolti dai satelliti.

Ottimizzazione delle auto da corsa – Una componente importante della Formula 1 è la competizione ingegneristica tra i team di progettazione, poiché piccoli miglioramenti di progettazione possono fare una grande differenza in pista.

Questi team utilizzano l’HPC nelle analisi e nel perfezionamento della fluidodinamica per scoprire dove le loro auto possono essere ottimizzate, pur rimanendo entro i vincoli imposti loro dalla FIA.

Accelerare l’innovazione del computing ad alte prestazioni per organizzazioni di ogni dimensione – In questa dinamica economia globale, il successo inizia nel data center. Le organizzazioni di oggi, dalle piccole e medie imprese alle più grandi imprese globali, si affidano agli ultimi sviluppi tecnologici per sfruttare il valore dei propri dati.

La capacità di innovare è fondamentale per ottenere prestazioni eccezionali, acquisire maggiore intelligenza e fornire risultati che porteranno le aziende al livello successivo. I data center stanno cambiando radicalmente man mano che la domanda di elaborazione ad alte prestazioni e intelligenza artificiale sale alle stelle

Applicazioni HPC oggi

Le esigenze di HPC e intelligenza artificiale stanno ora alimentando importanti miglioramenti nell’elaborazione e nel calcolo dei dati e guidando il progresso continuo in una serie di sfide scientifiche, industriali e sociali. Poiché i carichi di lavoro HPC e AI continuano ad aumentare in termini di dimensioni e complessità, molte organizzazioni hanno introdotto soluzioni basate su GPU per gestire carichi di lavoro più impegnativi. L’elaborazione accelerata tramite GPU supporta HPC, intelligenza artificiale e analisi dei dati su larga scala migliorando la velocità e le prestazioni complessive.

Queste piattaforme consentono di trattare problemi multiparametrici di grandi dimensioni, eseguire complesse applicazioni di modellazione e simulazione addestramenti di grosse rete neurali e successiva inferenza a velocità vertiginose.

L’HPC accelera l’evoluzione digitale con l’innovazione on demand

Oggi l’evoluzione digitale non è una domanda; È un requisito.Il successo o il fallimento dipendono dalla capacità e dalla rapidità con cui le aziende si adattano e innovano.

Ma utilizzare i metodi dello status quo per risolvere i problemi più urgenti non funzionerà più: la comunità globale ha bisogno di un approccio esponenzialmente diverso. Il supercalcolo rimane una parte cruciale di questo nuovo approccio e si sta rapidamente evolvendo per soddisfare le esigenze molto diverse di oggi.

Oggi, il supercalcolo non riguarda solo pochi sistemi esclusivi e veloci. Riguarda l’urgente necessità di estrarre informazioni e valore da enormi volumi di dati, comprendere tali requisiti di elaborazione e fornire le capacità accelerate per farlo a ogni livello di ricerca e di business, indipendentemente dalle dimensioni.

I moderni carichi di lavoro dell’intelligenza artificiale stanno già spingendo i confini del supercalcolo.

Le organizzazioni più esperte sono alla ricerca di soluzioni all’avanguardia per sfruttare tutta la potenza dell’intelligenza artificiale, ottenere un vantaggio competitivo e risolvere alcuni dei maggiori problemi del mondo.

Con così tanta intelligenza in gioco, la prossima fase del supercalcolo è essenziale per sfruttare l’espansione dell’intelligenza artificiale.

Queste innovazioni rivoluzionarie non solo soddisferanno gli standard esistenti in termini di I/O, sicurezza e gestibilità, ma forniranno anche un’elaborazione superiore su larga scala, con una comunicazione dei dati più rapida e affidabile per ottimizzare i carichi di lavoro impegnativi.

Mettere l’HPC nella giusta prospettiva

Un computer desktop medio può eseguire miliardi di calcoli al secondo. Sebbene ciò sia incredibilmente impressionante rispetto alla velocità con cui gli esseri umani possono completare calcoli complessi, le soluzioni HPC sono in grado di eseguire quadrilioni di calcoli in un secondo.

Il supercalcolo è una soluzione HPC

Una delle soluzioni HPC più comunemente citate è il supercalcolo, ovvero l’elaborazione di problemi estremamente complessi o carichi di dati utilizzando le risorse di calcolo concentrate di più sistemi informatici che lavorano in parallelo.

Per illustrare la potenza del supercalcolo, è utile pensare ai tipi di problemi che i supercomputer sono in grado di affrontare.

Esempio di un sistema HPC

L’Università di Leicester utilizza un sistema HPC per completare calcoli di fisica teorica, astrofisica, fisica delle particelle, cosmologia e fisica nucleare.

Essere in grado di effettuare rapidamente questi calcoli complessi consente a questo team di affrontare questioni come “formazione delle stelle” e “come si formano ed evolvono i pianeti”.

In questo modo, ottenere una comprensione più profonda del nostro universo è reso possibile attraverso il calcolo ad alte prestazioni.

Come funziona il calcolo ad alte prestazioni (High Performance Computing)?

Non esiste un solo modo in cui funziona il calcolo ad alte prestazioni. Tradizionalmente, esiste un sistema ampiamente adottato che le aziende utilizzano per abilitare funzionalità ad alte prestazioni senza i costi di gestione di un supercomputer.

Ciò comporta l’utilizzo di gruppi di computer più piccoli in cluster che funzionano quindi come nodi. Ciascuno di questi nodi dispone di più processori dedicati a attività di calcolo specifiche.

In questo scenario, i cluster interconnessi costituiscono ciò che costituisce il sistema di calcolo ad alte prestazioni. Poiché questi sistemi non richiedono software personalizzato per essere eseguiti, sono più a portata di mano per l’implementazione da parte delle piccole imprese.

Negli ultimi anni, un altro sistema HPC è emerso come soluzione conveniente per le aziende che non vogliono investire nella propria infrastruttura: il computing ad alte prestazioni as a service.

Con l’High Performance Computing come servizio, le aziende tecnologiche ospitano soluzioni HPC sulla propria infrastruttura, consentendo alle aziende di accedervi tramite il cloud. Queste aziende hanno quindi le risorse di cui hanno bisogno e la capacità di espandersi rapidamente se necessario, pagando solo per la capacità che utilizzano. Un esempio in questo senso è sicuramente HPE GreenLake (qui ulteriori informazioni per approfondire il tema)

High Performance Computing (HPC) nell’impresa

L’inizio della nuova era exascale (letterealmente un nuovo livello di supercomputing in grado di eseguire almeno un calcolo exaflop a virgola mobile al secondo per supportare i carichi di lavoro estesi di modellazione convergente, simulazione, intelligenza artificiale e analisi) sta determinando in particolare un cambiamento violento verso l’elaborazione incentrata sui dati nello spazio aziendale.

Si prevede che Exascale imporrà requisiti rigorosi all’infrastruttura IT per gestire enormi quantità di dati per l’intelligenza artificiale su scala estrema.

Carichi di lavoro altamente sofisticati richiederanno la massima durabilità, maggiore larghezza di banda e interconnessioni ad alta velocità per evitare colli di bottiglia nel trasferimento di dati.

Le organizzazioni stanno correndo per prepararsi all’exascale sviluppando tecnologie compatibili che faciliteranno la trasformazione digitale e consentiranno soluzioni più efficienti ed economicamente vantaggiose.

L’elaborazione accelerata è la base ideale per le tecniche HPC e AI come il machine learning e il deep learning, che stanno trasformando interi settori con velocità, precisione e insight senza pari.

Numerosi mercati verticali stanno raccogliendo i benefici di questi progressi rivoluzionari, utilizzando la potenza e la velocità dell’HPC per semplificare attività di ogni tipo.

Le applicazioni HPC possono essere trovate in quasi tutti i settori, tra cui sanità e scienze, energia, produzione, servizi governativi e finanziari.

High Performance Computing, il caso, di eccellenza, di Prisma Spa

In uno scenario in così rapida evoluzione, le imprese, le aziende del territorio sono alla ricerca di realtà, partner di prossimità in grado di guidare nella costruzione e soprattutto nella scelta della più corretta e adatta strategia di utilizzo dell’High Performance Computing.

Un ruolo che, da tempo, una realtà di eccellenza italiana
come Prisma SPA ha deciso di interpretare grazie allo sviluppo e al raggiungimento dei massimi livelli di competenza in materia e, soprattutto, alla capacità di tradurre tutto questo in relazioni e confronti concreti proprio sul territorio.

«C’è un progetto – racconta Gianni Morelli, HPC & Data Analytics Solution Architect della società in una recente intervista esclusiva proprio con SergenteLorusso -, che da solo spiega il valore di aver portato HPC e Data Analytics nel portfolio di Prisma: quello realizzato per il servizio meteorologico dell’Aeronautica, per il quale la società ha fornito un avanzato sistema di storage. Questo progetto non solo ha migliorato le prestazioni dell’infrastruttura esistente ma ha anche potenziato le competenze del cliente, dimostrando l’impatto positivo dell’HPC in ambiti critici come le previsioni meteorologiche.

Ma ovviamente – continua il manager – non è solo una questione di pura tecnologia. La sfida maggiore risiede nell’assicurare una collaborazione efficace tra Prisma e i suoi clienti, condividendo una base di conoscenza comune.

Questo approccio facilita l’integrazione di soluzioni avanzate, come quelle basate su HPC, in vari settori, inclusi quelli militare, industriale e accademico.

Altrettanto importanti sono le partnership, come quella che l’azienda ha storicamente con HPE, per rimanere all’avanguardia nelle tecnologie e nelle strategie di mercato»