Nel mondo scientifico italiano nel campo dello sviluppo di supercalcolatori dedicati in settori specifici delle scienze. L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha prodotto per es. un prototipo di supercomputer parallelo nel 1984 di nome APE( Array Processor Experiment) dedicato allo studio di complessi modelli nel campo della fisica delle particelle fondamentali. Da questo progetto si sono sviluppate altre quattro generazioni successive di Ape: APE100, APE1000, di cui l’ultima è ApeNext (Array Processor Experiment/Next), il supercalcolatore di ultima generazione, é frutto della collaborazione tra l’INFN e prestigiosi enti di ricerca europei (DESY e l’Università di Parigi-Sud), realizzato con l’impresa italiana Eurotech. Con una potenza di calcolo dell’ordine di 15 Tera-flops e a basso consumo di energia elettrica, APENext è uno dei 10 sistemi più veloci al mondo. Per raggiunge tale potenza di calcolo APENext fa ricorso a numerose innovazioni di tipo architetturale, con l’intezione di migliorare l’efficienza di un sistema parallelo.
Quando gli exaflops?
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Nel 1997 venne abbattuta la barriera prestazionale del Teraflops (1.000.000.000.000 di operazioni in virgola mobile al secondo), grazie all’ASCI (Accellerated Strategie Computing Initiative) Red della Intel, posto presso i Sandia National Labs;
Nel 2000 ASCI White (IBM SP3) portò il picco a 7.3 Tflops. Nel 2002 NEC installò il suo Earth Simulator Earth Sciences Institute di Yokohama, in Giappone. Utilizzando una architettura vettoriale, esso raggiunse 35.86 Tflops di picco computazionale.
Piccoli dispositivi che combinano le risorse dell’elettronica, delle nanotecnologie, della biologia molecolare e della bioinformatica per svolgere compiti diversi in campo genetico, biologico, diagnostico, farmacologico, persino alimentare.
Sostanzialmente i biochip, in virtù di opportune reazioni biochimiche, possono rivelare la presenza in un campione di determinate molecole, batteri, virus. La reazione, altamente specifica, può avvenire per esempio tra l’enzima e il substrato, tra l’anticorpo e l’antigene, tra il recettore e l’ormone e si trasforma in un segnale elettrico facilmente rilevabile, elaborato da un microprocessore. I biochip permettono così di automatizzare esperimenti fondamentali della genomica e della farmacologia, eseguire prove diagnostiche istantanee e possono diventare dispositivi impiantabili per il rilascio programmato dei farmaci (ad esempio insulina). Sono chiamati anche lab-on-a-chip quando integrano su uno stesso dispositivo un vero e proprio laboratorio in miniatura, capace di svolgere in parallelo diverse fasi di un lavoro.
L’avvento dei cluster e di Linux
La standardizzazione aveva finalmente reso economicamente abbordabili tutte le componenti tecnologiche, dalle memorie alle tecnologie di rete, dai dischi ai processori, permettendo quindi di costruire un sistema distribuito con potenza aggregata paragonabile a quella di un supercomputer quella di non legarsi in modo indissolubile ad un’architettura che non garantisse alcuna portabilità dei codici su di essa sviluppati; quella delle case produttrici era invece di dotare le proprie architetture di strumenti di sviluppo parallelo, quali compilatori, librerie e ambienti di parallelizzazione, che fosse il più vicino possibile a degli standard non ancora ben definiti; in quegli anni molto si parlava di standard per il Fortran parallelo (Fortran90, HPFortran), per il C e per C++ parallelo, senza tuttavia arrivare ad un punto fermo nella loro definizione. Il problema software caratterizzò gran parte del ciclo di vita di prodotti tecnologicamente sofisticati dal punto di vista hardware, ma sicuramente deficitari nell’offerta di ambiente di sviluppo e ma ad una frazione del suo costo.
Molte istituzioni in questo periodo portarono a termine il processo di downsizing, ovvero, il ridimensionamento verso il basso, del proprio installato, eliminando i vetusti mainframe laddove gli applicativi da essi dipendenti non fossero risultati indispensabili. Il costo di rinnovamento, con server di fascia medio-alta dotati di processori RISC al posto delle Unità Centrali dei mainframe e workstation dotate di grafica 2/3D al posto di tradizionali terminali, era spesso coperto con il risparmio sulla manutenzione annuale delle macchine dismesse. Su questo modello di sistema distribuito, dotato a volte di un’interconnessione particolare, ma molto spesso semplicemente di interfacce Ethernet, si cominciarono a delineare con più precisione i pregi ed i limiti della gestione di un sistema distribuito e vennero quindi gettate le basi di soluzioni di clustering.
Un calcolatore parallelo può essere considerato come un insieme di vari calcolatori sequenziali interconnessi tra loro, destinati a supportare operazioni parallele, in grado cioè di essere elaborate in modo indipendente una dall’altra; già nel 1963 il Burroughs B5000 era dotato di capacità multiprocessing. Nel 1964 la Control Data Corporation (CDC) rilasciò il 6600, considerato da molti il primo supercomputer: progettato da un certo Seymour Cray, era in grado di raggiungere la strabiliante cifra di 9 milioni di operazioni in virgola mobile al secondo (Mflops). Nel 1969, il CDC 7600, che era in grado di erogare 40 Mflops, aiutò l’uomo ad andare sulla Luna;
