La digitalizzazione è diventata una forza trainante per lo sviluppo e la competitività in molteplici settori industriali e scientifici. L’integrazione di tecnologie avanzate nei processi produttivi, di ricerca e gestione dei dati consente di accelerare l’innovazione e migliorare le prestazioni in modi prima impensabili. Nell’odierno contesto di trasformazione digitale, l’importanza della digitalizzazione si estende ben oltre l’efficienza operativa: è un motore chiave della transizione energetica, permettendo di progettare e gestire soluzioni sostenibili per affrontare le sfide globali legate al cambiamento climatico, alla produzione e al consumo di energia.
Al centro della transizione digitale si colloca il calcolo ad alte prestazioni (HPC, High Performance Computing), un’area tecnologica che rappresenta la punta di eccellenza nell’uso delle risorse informatiche per affrontare problemi complessi in tempi rapidi e con una potenza computazionale senza precedenti. L’HPC è uno degli strumenti più potenti per sostenere l’innovazione e la competitività a livello internazionale e per abilitare nuove scoperte scientifiche e tecnologiche.
L’High Performance Computing si riferisce all’uso di supercomputer e infrastrutture di calcolo avanzate per eseguire simulazioni, analisi e modelli che richiedono una capacità computazionale superiore a quella offerta dai computer tradizionali. I supercomputer sono in grado di elaborare enormi quantità di dati e risolvere problemi complessi che richiedono migliaia, se non milioni, di operazioni matematiche simultanee.
Le applicazioni tipiche dell’HPC spaziano in vari settori, tra cui la scienza dei materiali, la fisica, la biologia, la chimica, l’ingegneria, la climatologia e le scienze sociali. In ciascuno di questi ambiti, l’HPC consente di realizzare simulazioni e modellazioni ad altissima precisione, accelerando lo sviluppo di nuove tecnologie, scoperte scientifiche e innovazioni industriali. L’HPC è anche abilitante per l’utilizzo delle tecniche d’Intelligenza Artificiale (AI) che necessitano di risorse computazionali estremamente elevate per addestrare modelli e analizzare le enormi quantità di dati ora disponibili. È oramai dimostrato che le aziende e le istituzioni che sono in grado di gestire l’enorme quantità di dati e informazioni disponibili hanno sicuramente un vantaggio competitivo.
Negli ultimi anni, il cloud computing si è affermato come una tecnologia chiave per l’erogazione di servizi digitali, inclusi quelli relativi all’HPC. Il cloud HPC consente alle aziende e alle istituzioni di accedere a risorse di calcolo avanzate senza dover investire in cost ose infrastrutture fisiche. Questo modello basato sul cloud offre una maggiore flessibilità, scalabilità e accessibilità, permettendo anche alle piccole e medie imprese (PMI) di sfruttare le capacità computazionali tipiche dei supercomputer.
Il cloud HPC permette di ridurre i costi di accesso alla digitalizzazione, di scalare rapidamente in funzione delle necessità, di accelerare l’innovazione eliminando barriere economiche e gestionali. Tuttavia, l’adozione di soluzioni cloud per l’HPC solleva alcune sfide legate alla sicurezza informatica. L’accesso remoto a supercomputer e dati sensibili richiede misure di sicurezza avanzate per proteggere le informazioni da minacce esterne come attacchi hacker o perdite di dati. È fondamentale implementare protocolli di sicurezza robusti, inclusi la crittografia dei dati, l’autenticazione multi-fattore e il monitoraggio continuo delle attività.
L’ENEA può vantare importanti installazioni HPC presso i suoi centri di ricerca, dove sono presenti supercomputer all’avanguardia che offrono capacità computazionali di livello mondiale. Queste infrastrutture consentono di affrontare sfide scientifiche complesse, particolarmente nel settore dell’energia e dell’ambiente. Le competenze ENEA variano dalla capacità di gestire simulazioni su larga scala allo sfruttare al meglio le risorse computazionali e delle reti di comunicazione. È inoltre critica la capacità di assicurare la piena operatività e sicurezza delle infrastrutture e il loro costante aggiornamento al passo con le nuove tecnologie e le crescenti esigenze degli utenti.
L’ infrastruttura ICT annovera al momento sei centri di calcolo principali (Frascati, Portici, Bologna, Casaccia, Trisaia, Brindisi), ognuno dotato di infrastrutture di calcolo e visualizzazione, e di competenze specialistiche operanti su diverse tematiche applicative. In particolare, presso il Centro Ricerche di Portici è operativo un sistema HPC, che si colloca ai primissimi posti nel panorama Nazionale, denominato CRESCO (Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi).
Le attività della tematica son svolte in progetti nazionali ed europei.
- Infrastrutture digitali al servizio della società e delle industrie:
- Rome Technopole (https://www.rometechnopole.it/)
- ICSC, Centro Nazionale HPC, Big Data e Quantum Computing (https://www.supercomputing-icsc.it/).
- Agritech, Centro Nazionale per la Tecnologia in Agricoltura (https://agritechcenter.it/).
- Digital Innovation Hub CETMA DIHSME (https://www.cetma-dihsme.eu/)
- IEMAP, Italian Energy Materials Acceleration Platform (https://www.mission-innovation.it/)
- StoRIES (https://www.storiesproject.eu/)
- VIPERLAB (https://www.viperlab.eu)
- Nuove applicazioni per l’HPC
- EoCoE, Energy oriented Center of Excellence in HPC (https://www,eocoe.eu))
- TEXTAROSSA, Towards EXtreme scale Technologies and Accelerators for euROhpc hw/Sw Supercomputing Applications for exascale (https://textarossa.eu/)
- EERAdata, Towards a FAIR and open data ecosystem in the low-carbon energy research community (https://www.eeradata.eu/)
- RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO PIANO TRIENNALE 2022 – 2024, Progetto Tecnologie di accumulo elettrochimico e termico, Progetto Cyber Security dei sistemi energetici, Progetto Digitalizzazione del sistema energetico integrato.
- Cloud e cybersicurezza
- DataCLEEN, IPCEI-CIS (https://www.ipcei-cis.eu)
- RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO PIANO TRIENNALE 2022 – 2024, Progetto Cyber Security dei sistemi energetici