Infrastruttura di supercalcolo di Ateneo

12.12.2024

Il calcolo ad alte prestazioni (High-Performance Computing - HPC) sta diventando sempre più indispensabile non solo in campi strettamente legati al calcolo scientifico come la fisica o l'ingegneria, ma anche in discipline meno tradizionalmente associate a questo tipo di risorse. Ad esempio, le scienze sociali, le scienze umanistiche, la biologia, le scienze del farmaco e dei prodotti per la salute, e perfino le arti stanno sempre più ricorrendo all'HPC per l'analisi di grandi set di dati, la simulazione di sistemi complessi e l'elaborazione di informazioni in modo rapido ed efficiente.
Il motivo di questo trend è duplice. Da un lato, la quantità di dati disponibili per la ricerca è cresciuta esponenzialmente, rendendo le tecniche tradizionali di analisi insufficienti o troppo lente. Dall'altro, le questioni di ricerca stesse sono diventate più complesse e interdisciplinari, richiedendo capacità di calcolo sempre maggiori.
Il consolidamento e l'armonizzazione delle risorse di High Performance Computing (HPC) risulta quindi strategico per le università e i centri di ricerca in quanto consente di ottimizzare l'uso delle risorse, centralizzare l'expertise tecnica, ridurre i costi attraverso economie di scala e migliorare l'accessibilità e la sicurezza all'infrastruttura. Facilita inoltre gli aggiornamenti e la scalabilità, promuove la collaborazione interdisciplinare e garantisce l'uniformità dei servizi. Il monitoraggio centralizzato e la pianificazione strategica diventano più efficaci, giustificando l'investimento iniziale in termini di benefici a lungo termine.

Per tale motivo, nell’ultimo triennio, l’Ateneo ha dato vita ad un’azione sinergica di coordinamento e razionalizzazione delle iniziative di ricerca legate al supercalcolo, con l’obiettivo di realizzare una infrastruttura di High-Performance Computing (HPC) a servizio di tutta la comunità accademica. L’iniziativa ha permesso di mettere a fattor comune più di 3.000.000 di euro tra fondi di ricerca e finanziamento di ateneo per la realizzazione dell’infrastruttura UPSCALE: University of Padova Super Computing Architecture for Leading-Edge research, che attualmente consta di un BasePOD NVIDIA con cinque server DGX H100, e diversi server GPU e CPU. UPSCALE è attualmente in fase di testing e l’accesso sarà possibile a partire da gennaio 2025, con modalità che verranno illustrate dai referenti dei diversi dipartimenti partecipanti al Focus Group HPC. Inoltre, l'Ateneo ha acquisito un finanziamento regionale da 15.000.000 di euro per la realizzazione del progetto CONVECS (Comunità Veneta per il Calcolo Scientifico). Il progetto prevede un'ulteriore espansione di UPSCALE e la sua interconnessione ad altre infrastrutture di supercalcolo per la ricerca ospitate da INFN (laboratori di Padova e Legnaro), Università di Verona e Università di Ca’ Foscari. Circa 4.000.000 di euro del progetto CONVECS verranno investiti nel rinnovamento della rete interna al nostro ateneo, e nell’interconnessione ad alta velocità delle sedi esterne.

L’obiettivo di CONVECS è creare un’infrastruttura all’avanguardia che supporti, dal punto di vista computazionale, la transizione del paradigma della produzione industriale, combinando le potenzialità dell’automazione avanzata con la creatività umana, permettendo una produzione altamente personalizzata, sostenibile, innovativa, ma soprattutto human-centric. La piattaforma verrà realizzata con nodi di calcolo eterogenei per incontrare le esigenze di utilizzo dei diversi gruppi di ricerca. È inoltre prevista l’adozione di nuovi elementi di calcolo avanzato (es. schede GPU dotate di tensor core) efficienti dal punto di vista computazionale e soprattutto dal punto di vista energetico. Questo permetterà l’avvio di nuovi filoni di ricerca legati all’intelligenza artificiale generativa (es. Large Language Models, etc.), nonché all’analisi intelligente e real-time di video, indispensabili alle applicazioni industriali inerenti l’interazione sicura uomo-macchina.
Il progetto sarà fondamentale per il proseguimento dell’attività di ricerca fortemente attiva negli atenei e centri di ricerca veneti, sia a livello territoriale che Europeo. In aggiunta, l’infrastruttura di calcolo sarà un benchmark fondamentale, nonché una piattaforma per lo sviluppo sperimentale di Software per la transizione tecnologica delle aziende del territorio.