CSCS

Intelligenza artificiale: arriva
"Alps" a Lugano, il computer
più potente del mondo

Dal 2023 sostituirà nella sede del Centro svizzero di calcolo scientifico (gestito dal Politecnico federale di Zurigo) Piz Daint, il supercomputer che fino all’anno scorso aveva mantenuto il primato in Europa

di Elisa Buson

In principio fu l’Adula, nel 1991. Poi è stato il turno del Gottardo nel 1996, del Piz Palu nel 2005, e ancora Blanc nel 2007, Monte Rosa nel 2009 e Piz Daint nel 2014. Può sembrare il palmarès di un esperto scalatore, e invece è l’elenco di alcuni dei più potenti supercomputer che in 30 anni si sono avvicendati al Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS), in via Trevano 131 a Lugano. Una collezione che entro il 2023 sarà impreziosita da un nuovo “diamante”: il sistema Alps, il supercomputer con capacità di intelligenza artificiale più potente al mondo, progettato insieme a Hewlett Packard Enterprise e NVIDIA per trovare le risposte ai grandi quesiti della scienza. Proprio qui, nel cuore del Ticino.

«Questa volta non lo abbiamo battezzato con il nome di una montagna svizzera secondo la tradizione, ma abbiamo scelto il nome delle Alpi perché il nuovo supercomputer sarà come una grande catena montuosa, con tante “montagne” che potranno soddisfare le esigenze di diversi utenti contemporaneamente» - racconta Maria Grazia Giuffreda, direttore associato del centro CSCS, che è realizzato e gestito dal Politecnico federale di Zurigo.

Il segreto della nuova macchina sarà nel software, che verrà sviluppato per essere più programmabile e flessibile rispetto a quello “monolitico” che attualmente fa funzionare Piz Daint. Alps è infatti destinato a mandare in pensione il suo predecessore, «ormai giunto a un’età di tutto rispetto», sottolinea l’esperta. «I supercalcolatori hanno in media un tempo di vita di quattro anni: possono essere aggiornati con nuove tecnologie, ad esempio cambiando processore o scheda grafica, ma comunque dopo un certo periodo rischiano di diventare obsoleti rispetto ai nuovi standard. Così Piz Daint, che è stato aggiornato fino al 2016 detenendo il primato della macchina più potente d’Europa fino al 2020, è ormai arrivato all’età giusta per il pensionamento». 

Il passaggio di testimone con Alps promette progressi molto importanti nel campo della ricerca: dall’astrofisica ai nuovi materiali, dalla chimica quantistica alla fisica delle particelle, dalle scienze della vita all’economia, per arrivare fino alla meteorologia e al clima. «I cambiamenti climatici, in particolare, rappresentano un problema globale che va affrontato con urgenza, e non può più essere rimandato facendo finta di nulla - osserva Giuffreda. - Per questo abbiamo discusso a lungo con vari esperti del campo per individuare le problematiche principali e le capacità computazionali che serviranno per risolverle». Per fare simulazioni sempre più precise e accurate, i ricercatori avranno bisogno di maggiori capacità di calcolo rispetto alle attuali, ma soprattutto dovranno avere un sistema in grado di gestire le grandi moli di dati che verranno prodotte: «Per una singola simulazione – rileva l’esperta - si attendono circa 100 Terabyte al giorno, un numero enorme».

Qui entrerà in gioco l’intelligenza artificiale e la capacità di apprendimento automatico (il cosiddetto “machine learning”), che permetterà alla macchina di analizzare grandi quantità di dati per riconoscere eventuali trend o schemi ricorrenti con cui fare previsioni sempre più accurate. «Il nuovo Alps – afferma Giuffreda - sarà sette volte più potente di Selene, il supercomputer da 2,8 exaflop attualmente riconosciuto come leader mondiale per l’intelligenza artificiale, una macchina capace di calcolare miliardi di miliardi di operazioni al secondo, un numero dell’ordine di 10¹⁸».

Alps punta ad alzare ulteriormente l’asticella e, grazie alla stretta relazione tra processore CPU e processore grafico GPU, potrà imparare in soli due giorni il modello di elaborazione del linguaggio naturale più grande al mondo. Sarà dunque in grado di “leggere” enormi quantità di ricerche scientifiche e studi pubblicati in varie lingue, per estrarne informazioni e conoscenze utili ad accelerare la ricerca e favorire nuove scoperte, specialmente in settori come la biologia e lo sviluppo di farmaci. 

Come il suo predecessore Piz Daint, anche Alps sarà accessibile a tutti i ricercatori delle università e delle aziende della Svizzera e del mondo. «Per utilizzare la macchina basterà sottoporre il proprio progetto di ricerca: il CSCS lo esaminerà da un punto di vista tecnico e poi lo sottoporrà a una revisione tra pari (peer review) per valutarne il merito scientifico» - spiega Giuffreda.

Le prime quattro unità (“cabinet”, armadi) del supercomputer sono già arrivate al CSCS lo scorso ottobre, ma il grosso della tecnologia è ancora in via di sviluppo e sarà installato nell’arco dei prossimi due anni. Una volta completato e operativo, Alps sarà un esemplare unico in Europa,  che «permetterà alla Svizzera di rafforzare la sua leadership e la sua indipendenza nel campo dell’innovazione, ma non solo», ricorda il condirettore del CSCS.  Un valore aggiunto che «per il nostro centro non comporterà maggiori costi energetici ed economici rispetto agli attuali».

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