Il supercomputer Leonardo: cos’è, caratteristiche e a cosa serve

Il supercomputer Leonardo è un potente calcolatore che è stato inaugurato il 24 novembre 2022 presso il tecnopolo Cineca di Bologna al cospetto del presidente della repubblica Sergio Mattarella e che attualmente occupa il quarto posto tra i calcolatori più potenti del mondo. Questo dispositivo, costato circa 240 milioni di euro, si occuperà non solo di ricerca farmaceutica ma anche di tantissimi altri campi come intelligenza artificiale e cambiamenti climatici. In questo articolo vedremo non solo cosa si intende esattamente per "supercomputer" ma anche quali sono le principali caratteristiche di Leonardo.

Cosa si intende per "supercomputer"?

I supercomputer sono macchine estremamente potenti progettate per eseguire calcoli complessi e simulazioni ad alte prestazioni.
Costruiti con i processori più veloci e le memorie più grandi disponibili, sono in grado di eseguire milioni di operazioni al secondo e per questo motivo sono spesso utilizzati in una vasta gamma di applicazioni come, tra le altre, la ricerca scientifica e la progettazione ingegneristica: problemi che spesso sarebbero impossibili o richiederebbero troppo tempo per essere risolti con i computer tradizionali.

La potenza dei supercomputer è una misura importante per determinare la loro capacità di eseguire calcoli e simulazioni; l'unità di misura standard per misurarla è il FLOPS, che sta per FLoating-point Operations Per Second, ovvero operazioni in virgola mobile al secondo; questa unità di misura si riferisce infatti alla velocità con cui un computer può eseguire calcoli che coinvolgano numeri con la virgola: ad esempio 3,27 x 16,45.

non perderti questo video

HPC5, come funziona e a cosa serve il supercomputer industriale di Eni più potente al mondo

Le caratteristiche del supercomputer Leonardo

Il supercomputer Leonardo ha una potenza di calcolo ufficiale di 255 PetaFLOPS ovvero 255 milioni di miliardi di operazioni al secondo: una valore davvero notevole che lo ha fatto rientrare nell'olimpo dei cosiddetti Pre-exascale (cioè quei calcolatori prossimi alla potenza di calcolo di 1 ExaFLOPS, ovvero 1 miliardo di miliardi di operazioni al secondo) e posizionare al quarto posto nella classifica Top500 dei supercomputer più potenti del mondo, stilata nel novembre 2022.

Le capacità di Leonardo si basano sul concetto di calcolo parallelo, che è il vero "segreto" dietro alla potenza di calcolo di questo supercomputer.

Per farla semplice, il calcolo parallelo può essere paragonato a un'equipe di giardinieri che lavorano contemporaneamente allo scopo di curare un parco. Immaginate di avere un solo giardiniere che deve completare tutte le attività di cura e manutenzione: in base alla dimensione del parco, ciò richiederebbe molto tempo. Un'equipe invece è composta da più giardinieri che contemporaneamente portano avanti un compito specifico (ad esempio, uno può tagliare l'erba mentre un altro pota le piante e un altro ancora concima il terreno, ecc.). In questo modo, l'equipe può curare il parco in meno tempo, poiché sta utilizzando più risorse contemporaneamente.
Allo stesso modo, il calcolo parallelo utilizza contemporaneamente più processori o "core" per elaborare un compito. Ciò consente di elaborare più operazioni in meno tempo rispetto a un sistema a singolo core, proprio come utilizzare più giardinieri per curare un parco in meno tempo. E Leonardo, di "giardinieri" (che in realtà si chiamano "nodi") ne ha davvero tanti: ben 4500! Tutti connessi tra loro da oltre 14 chilometri di cavi in fibra ottica.

Leonardo è costato circa 240 milioni di euro ed è stato costruito da Atos, un'azienda leader del dominio Information Technology, nell'ambito di EuroHPC, un progetto europeo per la creazione di una rete di supercomputer ad alte prestazioni e di centri di calcolo di eccellenza in tutta Europa.
Installato presso il CINECA, a Bologna, Leonardo infatti fa parte di una rete composta da altri supercomputer che si trovano in Austria, Slovenia, Slovacchia, Grecia e Ungheria ed è a disposizione della comunità scientifica italiana ed europea per la risoluzione di problemi di alto calcolo e simulazioni ad alte prestazioni in svariati ambiti di ricerca.

Ambiti di utilizzo di Leonardo

Ma come viene attualmente utilizzata tutta questa potenza di calcolo?

I primi indizi sono arrivati già durante l'inaugurazione, quando è stato annunciato che un azienda biofarmaceutica italiana avrebbe iniziato a utilizzare il supercomputer per accelerare lo sviluppo di nuovi farmaci e la risposta precoce alle pandemie attraverso la sua piattaforma proprietaria "Exscalate". Ma ovviamente la ricerca farmaceutica è solo uno dei possibili campi di utilizzo: esso infatti permetterà di sviluppare nuove applicazioni in settori all'avanguardia, come l'intelligenza artificiale, la medicina personalizzata, le fonti di energia rinnovabili, la gestione dei cambiamenti climatici, la genomica e la previsione di eventi estremi.

Insomma, Leonardo è sicuramente un grande successo: un traguardo di cui possiamo e dobbiamo andar fieri. Non soltanto perché è ospitato sul nostro territorio nazionale ma perché le sue capacità daranno un enorme contributo alla ricerca, facendo sì che il futuro sia, adesso, un po' più vicino.