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Il supercalcolatore CRESCO consente di eseguire milioni di miliardi di operazioni al secondo (petaflops) in diverse attività di ricerca scientifica, che comprendono: previsioni su cambiamento climatico e qualità dell’aria; ottimizzazione delle reti elettriche; studi su fusione nucleare ed efficienza energetica; simulazioni su materiali innovativi e nanotecnologie, biotecnologie e salute, big data, intelligenza artificiale e machine learning.

Grazie al gemello digitale del data center HPC, i ricercatori ENEA avranno a disposizione nuovi strumenti avanzati per condurre diverse attività strategiche, tra le quali: la manutenzione predittiva per individuare eventuali anomalie prima che possano compromettere il funzionamento dell’infrastruttura; l’efficienza energetica, che potrà essereottenuta simulando soluzioni innovative di raffreddamento e di gestione dei carichi di lavoro; una maggiore resilienza dell’infrastruttura di calcolo, resa possibile dall’elaborazione di scenari di guasto e dalla valutazione dei percorsi più efficaci di ripristino operativo.

Nello specifico, il sistema sviluppato da ENEA, in collaborazione con la start-up Trakti, combina quattro tecnologie avanzate: il digital twin, o gemello digitale, che è una replica virtuale di un sistema fisico, in questo caso un data center, che permette di monitorare, simulare e ottimizzare in tempo reale il suo funzionamento (consumi energetici, raffreddamento, carichi di lavoro e possibili guasti); la blockchain, che offre un registro distribuito per archiviare dati in blocchi concatenati in modo sicuro e immutabile, garantendo trasparenza, tracciabilità e affidabilità;  i token, ossia unità digitali in cui vengono suddivise le risorse del data center (potenza di calcolo, memoria ed energia), che vengono assegnate o scambiate tra utenti e progetti; i contratti digitali con valore legale registrati su blockchain (Smart Legal Contract), che permettono di automatizzare e regolare in maniera sicura l’impiego di server, storage e rete del data center.

“Il nostro gemello digitale simula, attraverso l’uso dell’Intelligenza Artificiale, scenari, ottimizzazione delle risorse, miglioramento della tolleranza ai guasti e, soprattutto, riduzione dei consumi di energia; infine, li registra su blockchain, così da garantire tracciabilità, sicurezza e affidabilità delle informazioni e delle decisioni prese”, spiega la matematica Marta Chinnici del Laboratorio ENEA di Infrastrutture per il calcolo scientifico e ad alte prestazioni del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili, presso il Centro Ricerche di Portici (Napoli). “Consumi e costi delle operazioni del nostro data center diventeranno più trasparenti e tracciabili e, infatti, abbiamo già registrato un incremento del 40% nella visibilità dei costi legati alle risorse condivise”, prosegue Chinnici.

I data center rappresentano la ‘spina dorsale’ che supporta la crescente domanda di capacità di elaborazione dati e archiviazione, a beneficio di imprese e cittadini. Tuttavia, la loro rapida espansione comporta sfide significative in termini di fabbisogni energetici e di impatto ambientale: si stima che i data center consumino oggi circa il 3% dell’energia globale, con una previsione di crescita fino al 21% della domanda energetica mondiale entro il 2030. Sul fronte delle emissioni, contribuiscono oggi per lo 0,3% alle emissioni climalteranti globali, con una crescita attesa fino all’8% entro il 2030. “Con la crescita della domanda di risorse di calcolo HPC, l’ottimizzazione dei consumi energetici dei data center diventa una questione cruciale. Con questa attività puntiamo a dimostrare l’applicabilità agli ambienti HPC del gemello digitale, che potrebbe diventare presto un punto di riferimento per una gestione più sostenibile, sicura e intelligente delle infrastrutture digitali critiche”, conclude Chinnici.

A cura di: Stefania Marconi (stefania.marconi@enea.it) – Ufficio stampa e relazione con i media

[1]Il Data Center High Performance Computing (HPC) dell’ENEA ha il suo nucleo principale presso il Centro Ricerche ENEA di Portici, dove è installato il supercalcolatore CRESCO 6, 7 e 8 ma esistono nodi e infrastrutture di supporto anche in altri centri di ricerca ENEA (ad esempio Frascati e Casaccia vicino Roma), che fanno parte della rete HPC e collaborano per calcolo distribuito, lo storage e la gestione dati.