L’Unione Europea vuole che usiamo processori europei

Tra i grandi temi che la Commissione europea ha dovuto e deve affrontare, oltre a quelli del lavoro, del clima, dell’immigrazione, della gestione di Brexit e nell’ultimo anno quello dell’emergenza sanitaria dovuta all’epidemia da coronavirus, c’è la cosiddetta autonomia strategica legata anche all’innovazione tecnologica: cioè la capacità dell’Unione, e dei suoi stati membri, di mantenere il controllo e la produzione, e stabilire standard e regole, di tutte le tecnologie che sono necessarie per la crescita e lo sviluppo, ma anche per la sicurezza dei suoi cittadini. L’Unione Europea è storicamente dipendente dalle compagnie tecnologiche per lo più nordamericane e asiatiche, ma sta cercando da tempo di trovare dei settori in cui può raggiungere un’egemonia mondiale, o quantomeno provare a competere con le altre potenze. Ad esempio ha avviato alcune iniziative per sviluppare in maniera autonoma un ecosistema per il calcolo ad alte prestazioni.

Nel 2018 la Commissione europea ha infatti promosso, all’interno di Horizon (il suo principale programma di finanziamento alla ricerca), il progetto European Processor Initiative (EPI), il cui obiettivo è progettare e implementare un piano per la produzione di una nuova famiglia di processori europei a basso consumo energetico per il calcolo ad alte prestazioni (in inglese High Performance Computing, HPC), necessario per i cosiddetti supercomputer (cioè con prestazioni di calcolo elevate).

Il progetto è stato portato avanti da un consorzio di 28 partner, fra società, centri di ricerca, università di dieci diversi paesi europei, accuratamente selezionati per garantire le necessarie competenze chiave della progettazione, e fare in modo che tali competenze condivise rimangano in Europa. Tra queste c’è E4 Computer Engineering, fondata nel 2002 a Scandiano, in provincia di Reggio Emilia. E4 si occupa di progettare, costruire, verificare e installare sistemi specificatamente destinati ad un utilizzo nell’ambito di applicazioni HPC, quali ad esempio la modellistica numerica (il processo di simulare numericamente un processo fisico), l’analisi di grandi quantità di dati, l’intelligenza artificiale e le tecniche di apprendimento automatico.

Il calcolo ad alte prestazioni avviene attraverso l’utilizzo di “supercomputer”, che in ambito informatico vengono definiti “cluster” (grappolo) di nodi computazionali, cioè sistemi di computer, di server e altre risorse strettamente connessi e in grado di funzionare come un singolo sistema, eseguendo elaborazioni in parallelo. I supercomputer vengono utilizzati per elaborare grandi quantità di dati in molti ambiti: scientifici, governativi, industriali. In futuro gli esperti prevedono un’ulteriore crescita del volume dei dati da analizzare. Il progetto EPI nasce dunque dalla necessità contestuale di limitare il consumo energetico mantenendo elevate prestazioni computazionali per i futuri sistemi detti exascale.

La potenza di elaborazione di un sistema viene infatti misurata in FLOPS (floating-point operations per second): per dare un ordine di grandezza, attualmente i sistemi più veloci lavorano nell’ordine dei petaflops (10¹⁵ flops), cioè di milioni di miliardi di operazioni al secondo. Il progetto EPI mira a realizzare processori che supportino le cosiddette macchine “exascale”, cioè computer e sistemi di computer in grado di elaborare miliardi di miliardi di operazioni al secondo (exaflops, cioè 10¹⁸ flops) e di massimizzare le prestazioni al minimo livello di consumo energetico.

L’obiettivo è dunque un processore a basso consumo energetico ottimizzato per l’HPC exascale, ai fini di aumentare la velocità di elaborazione del calcolo e l’efficienza, e che possa essere utilizzato dai programmi attualmente in uso nell’industria e nella ricerca. Nell’ambito della partecipazione in EPI, E4 ha il compito di progettare, costruire e verificare il modulo di testing dell’acceleratore (una componente del processore), che costituisce una parte integrale del processore, e i componenti di alimentazione del processore.

EPI si prefigge di contribuire al raggiungimento entro il 2023 dell’indipendenza e della competitività europea nel campo dell’HPC, fornendo un processore in grado di soddisfare i requisiti anche di diversi settori che richiedono un’alta intensità di calcolo, dallo sviluppo dell’Intelligenza Artificiale all’elaborazione dei Big Data fino all’implementazione dei sistemi di Guida Autonoma del settore automobilistico.