Il supercomputer dei supercomputer

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Il supercomputer dei supercomputer

a cura di Piero Chiabra, diGenova OdV

 

Chi si meraviglia dell’enorme incremento della potenza di calcolo dei computer negli ultimi decenni, e si sorprende alla notizia che, oggi, uno smartphone racchiude un computer 150.000 volte più potente dei computer che hanno portato l’uomo sulla Luna, sta per ricevere un nuovo shock.

Una piccola società americana, la Cerebras, in collaborazione con ricercatori del National Energy Technology Laboratory, ha sviluppato un supercomputer, denominato CS-1, dotato di capacità di calcolo sconvolgenti. Per dare una idea della sua potenza, un qualunque computer è oggi strutturato su un certo numero di “unità autonome di calcolo”, definite “core”. Oggi, un PC, un tablet  o uno smartphone di ultima generazione ha una capacità di calcolo basata su due (i più vecchi), 4 o otto core. Un server di rete, di quelli che gestiscono grandi quantità di dati e tutto il traffico che ne risulta, può avere  anche fino a 32 core. Bene, il CS-1 dispone di più di 380.000 core.  E tutto questo è racchiuso in un sottilissimo quadrato di silicio monocristallino di circa 22 cm di lato. Tutto il sistema, con la sua circuiteria di supporto, può tranquillamente essere contenuto in un armadio standard di 26 pollici, e quindi è installabile in uno dei normali contenitori per PC desktop.

Questo stupefacente risultato è stato ottenuto attraverso un approccio completamente innovativo alla progettazione dei computer. Fino ad oggi, il silicio destinato alla produzione dei circuiti integrati (i cosiddetti chip), era prodotto sotto forma di “fette” di silicio, dette “wafer”, della dimensione di alcune decine di centimetri su cui venivano sintetizzati una gran numero di chip, molto più piccoli del wafer. Questo era necessario perché era pressoché impossibile ottenere wafer di silicio senza difetti, difetti che rendevano inoperanti i circuiti che fossero stati sintetizzati in quel punto . Era quindi necessario generare molti chip da un singolo wafer, in modo da averne almeno qualcuno che non ricadesse dentro quei difetti, e quindi funzionasse (negli ultimi tempi, erano in effetti la maggioranza). La Cerebra, oggi, è riuscita ad ottenere wafer senza nessun difetto. E quindi a sintetizzare non molti computer da un chip su un wafer, ma un unico complicatissimo elaboratore, che occupa l’intero wafer ed è costituito dall’incredibile cifra di 1,2 trilioni, 1200 miliardi di transistor.

Le applicazioni del CS-1 sono, a tutt’oggi, potenzialmente sconfinate. In effetti, il CS-1 permette di avere la potenza di calcolo di un costosissimo supercomputer a costi drammaticamente inferiori. D’altro canto, molti CS-1 collegati in rete, potrebbero dare vita a “super-supercomputer” di potenza a tutt’oggi  non immaginabile. Progettato per effettuare complesse simulazioni di aerodinamica, per ottenere aerei e/o missili più veloci, turbine per la generazione di energia elettrica e pale eoliche più performanti, e altri sviluppi consimili,  il CS-1 potrebbe fornire la potenza di calcolo in grado di portare a sviluppi decisivi in campi quali l’intelligenza artificiale, la fisica teorica, le previsioni meteorologiche, o i modelli di previsione del clima. O lo sviluppo di nuovi farmaci, un campo di applicazione che riveste un interesse sempre crescente, soprattutto alla luce del COVID e/o di potenziali, future pandemie.  È quindi una tecnologia su cui vale la pena di mantenere un occhio attento (e anche due).

La struttura di base del CS-1

Per saperne di più:

https://www.cerebras.net/beyond-ai-for-wafer-scale-compute-setting-records-in-computational-fluid-dynamics/

Per le applicazioni mediche e biologiche, come la Glaxo stia pensando di usare i CS-1 per la sintesi di nuovi farmaci tramite sistemi di “Advanced AI” è visibile qui:

https://www.zdnet.com/article/glaxos-biology-research-with-novel-cerebras-machine-shows-hardware-may-change-how-ai-is-done/