Supercomputing e infrastruttura cloud HPC

Contesto

Le attività dello Spoke 0 si inseriscono all’interno di un quadro nazionale contraddistinto da una rete consolidata di infrastrutture HPC e Big Data distribuite sul territorio, connesse tramite la rete nazionale GARR della ricerca e dell’istruzione. Questa rete garantisce comunicazioni ad alte prestazioni, interoperabilità e accesso condiviso alle risorse, consentendo alla comunità scientifica e industriale di:

lavorare su dataset estesi;
sviluppare modelli complessi;
sperimentare algoritmi di AI;
integrare applicazioni che richiedono tempi di risposta rapidi e capacità computazionale elevata.

In questo contesto, un ruolo importante e complementare alle linee di sviluppo dello Spoke è stato svolto dal progetto PNRR TeRABIT, che ha potenziato le infrastrutture digitali di GARR, CINECA e INFN. Le attività dello Spoke 0 sono inoltre allineate con iniziative a livello europeo, grazie al coordinamento con progetti promossi da EuroHPC JU, EOSC e GÉANT.

Obiettivi

Lo Spoke lavora per garantire un’infrastruttura di qualità, capace di evolvere e di rispondere alle esigenze di ricerca e industria. I suoi obiettivi includono:

migliorare la capacità complessiva dei sistemi di supercalcolo, ampliando le risorse disponibili e aggiornando quelle esistenti;
potenziare la rete GARR-T, aumentandone la capacità a multipli del terabit al secondo e migliorandone la distribuzione geografica, con particolare attenzione alle aree del sud;
sviluppare sistemi che permettono a utenti diversi di accedere alle risorse in modo uniforme, anche quando gestite da enti differenti;

accompagnare la transizione verso un modello federato di infrastruttura cloud nazionale, collegato alle principali iniziative europee.

Attività

Il lavoro svolto dallo Spoke ha portato a un ampliamento concreto dei centri di calcolo distribuiti sul territorio. Sono state potenziate le strutture del CINECA, con l’installazione del sistema LISA (Leonardo upgrade) e l’attivazione del centro di calcolo tematico MEGARIDE a Napoli, e le infrastrutture INFN di calcolo e Big Data INFN, attraverso il rafforzamento del Tier-1 ospitato presso il DAMA Tecnopolo di Bologna e la creazione dei nuovi poli dei Laboratori del Gran Sasso e di Frascati. Parallelamente, CINECA ha introdotto nuovi sistemi quantistici destinati alla produzione operativa. Sono stati inoltre sviluppati strumenti che rendono accessibili le risorse dell’infrastruttura in modo semplice e uniforme, riducendo le differenze operative tra centri diversi. Lo Spoke fornisce supporto tecnico agli utenti, facilitando la gestione di progetti basati su HPC, AI, Big Data e modelli di simulazione avanzata.

Collaborazioni pubblico-privato e applicazioni abilitate

Lo Spoke ha sostenuto quattro progetti di innovazione che coinvolgono università, centri di ricerca e aziende. Alcuni risultati significativi comprendono: interventi miranti ad abilitare lo scambio di dati competenze e risorse di calcolo tra la comunità di ricerca del Centro Nazionale ICSC e il centro HPC ENI di Ferrara Erbognone (PV); attività supporto all’implementazione di soluzioni di Intelligenza Artificiale per aziende come Autostrade, Engineering, Leonardo, Terna ed ENI; simulazioni basate su modelli meteo per supportare l’installazione di nuove infrastrutture energetiche. Queste iniziative mostrano come l’infrastruttura dello Spoke consenta lo sviluppo di soluzioni basate su modelli predittivi, simulazioni di alta precisione, gestione di dataset complessi e strumenti digitali avanzati.

Ricadute

La crescita dei dati provenienti da ricerca, imprese e istituzioni rende indispensabile un sistema in grado di trasformarli in informazioni utili. L’infrastruttura messa a punto dallo Spoke 0 offre una combinazione di connettività ad alte prestazioni, centri di calcolo moderni e risorse dedicate a HPC, Big Data e Quantum Computing, capaci di sostenere progetti di ampio respiro sia in ambito accademico sia industriale. Il percorso verso un’infrastruttura federata rafforza quindi la posizione del Paese nello scenario europeo e mette a disposizione strumenti adatti a sviluppare applicazioni digitali complesse, modelli di Intelligenza Artificiale, sistemi di simulazione e nuove soluzioni basate su Digital Twin.