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?

In molte applicazioni, però, anche con le velocità raggiunte da questi calcolatori, ci possono essere delle difficoltà come nel caso di simulazioni di aerodinamica per la costruzione di veicoli spaziali. La richiesta di maggiore potenza di calcolo sembra non avere fine: fra dieci anni si raggiungerà il limite degli exaflops, che corrispondono a 1.000 petaflops.

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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.

Per la fine del 1990 la Cray Research aveva annunciato la commercializzazione del nuovo supercomputer Cray-2 C-90. della potenza di 16 gigaflop.

Recentemente uno dei supercomputer più potenti d’europa risiede in Germania lo Jugene.

Jugene (Germania)

Nello Jugene il calcolo sarà eseguito da 294.912 processori PowerPC, alloggiati in 72 armadi, ognuno delle dimensioni di una cabina telefonica. La memoria Ram del computer sarà pari a circa 144 terabyte e il sistema avrà accesso a uno spazio su disco pari a 6 petabyte. I chip avranno una frequenza di 850 megahertz. Una frequenza maggiore non è proprio possibile: la potenza assorbita del sistema raggiunge i 2,2 megawatt. Oltre al consumo di energia, aumenterebbe anche il calore prodotto e il raffreddamento dell’impianto rappresenterebbe un problema. Molto più importante della frequenza è il software che gira su Jugene. Tutte le applicazioni devono essere appositamente programmate per questo computer e la sua architettura multicore. La programmazione parallela rappresenta una vera sfida la difficoltà consiste nel fatto di riuscire a ottenere lo scambio di dati tra i processori, di modo che un chip non debba attendere troppo i risultati dell’altro. Proprio su questo problema stanno lavorando gli sviluppatori di software di Ibm a Rochester, Minnesota. Infatti, essi devono coordinarel’operato di 1,6 milioni di processori con una memoria Ram pari a 1,6 petabyte; potenza di calcolo di Sequoia sarà equivalente a 20 petaflops e sarà il supercomputer con la maggior capacità di calcolo nel 2011.

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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.

I biochip più avanzati sono i DNA microarray (o GeneChip), usati per rilevare la presenza di specifiche sequenze, geni o porzioni di geni, in un campione di materiale genetico. Quando entrano in contatto con il campione da analizzare, i frammenti di DNA si legano spontaneamente ai corrispondenti segmenti del filamento opposto. Per esempio possono rivelare il livello di espressione di un RNA messaggero precedentemente reso fluorescente: un laser capta le diverse intensità di fluorescenza e «fotografa» così un tumore a livello molecolare. Questi dispositivi permettono di caratterizzare i vari tipi di tumore, che sebbene si manifestino negli stessi organi o tessuti, possono essere causati da alterazioni genetiche diverse. Analogo è il funzionamento dei protein microarray, che impiegano griglie di anticorpi progettati e sintetizzati per legarsi a specifiche proteine. I DNA microarray possono anche essere usati dai medici per diagnosticare eventuali malattie genetiche dei pazienti direttamente in ambulatorio. Altre applicazioni riguardano i test sui nuovi farmaci o la ricerca di malattie genetiche negli animali da allevamento. Il ritorno potenziale di questi progressi è enorme: disponendo di piastrine usa e getta prodotte in quantità industriale, si potrebbero effettuare diagnosi semplici e immediate delle malattie infettive più comuni, anche in paesi poveri e carenti di strutture sanitarie e di personale specializzato. Alcuni biosensori sono già in uso e commercializzati (kit di diagnosi immunologica, biosensori per monitorare la qualità delle acque). I dispositivi del futuro si affideranno sempre più alle nanotecnologie.

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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.

L’abbattimento dei costi degli hardware lasciava tutti molto soddisfatti, non la necessità di dover pagare le licenze di un sistema operativo Unix proprietario. Linux fù la soluzione al problema; poteva essere eseguito su hardware a basso costo e dal codice aperto, il che dava la possibilità a scienziati e ricercatori di utilizzarlo e modificarlo liberamente senza dover incorrere nel pagamento di licenze. Prima di Linux, progetti con caratteristiche open avevano già prodotto compilatori, librerie e miriadi di strumenti senza i quali Linux stesso non sarebbe potuto nascere. Nel 1994 nacque il primo progetto di cluster per applicazioni scientifiche parallele completo, denominato Beowulf; frutto del lavoro di Thomas Sterling e Donald Becker, il progetto prevedeva, partendo da pezzi di recupero e componenti a bassissimo costo (COTS, commodity off the shelf), la realizzazione di un sistema distribuito con prestazioni e scalabilità tipiche di un supercomputer. L’idea di Sterling e Becker, essendo trasportabile, riproducibile e soprattutto libero, finì con lo sconvolgere il mercato dell’HPC (High Performance Computing). Per la prima volta nel 1998 nella classifica dei Top500 Supercomputers, la classifica mondiale dei 500 supercomputer più potenti, si videro due Beowulf cluster realizzati con nodi classe PC e sistema operativo Linux (Cplant del Sandia National Labs e Avalon dei Los Alamos National Labs)

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Questa simpatica storia gira in rete da qualche anno e ho voluto riproporla, buona lettura!

Caro diario, giorno 1

Oggi ho deciso di installare Linux. Non si può essere un vero hacker se non si usa Linux, e io voglio essere un vero hacker. Soprattutto per far colpo sulle ragazze. Ho chiesto a quelli che conoscevo ed ho scoperto che Giovanni usa Linux; stranamente ha gli occhiali spessi, è sovrappeso, non si lava molto, non si rade e non conosce nessuna ragazza. Mi aspettavo qualcuno di più figo, con gli occhiali scuri anche al chiuso e il trench di pelle. Probabilmente si traveste per non dare nell’occhio. Una doppia vita! Che cosa emozionante diventare un hacker. Mi ha consigliato la Debian dicendo che è la “distruzione di Linux” per veri duri. Io sono un duro. Uso il computer da quando ero piccolo; sempre Macintosh, ma quando uno sa usare un computer, li sa usare tutti! Pensa: l’hacker di “Indipendence Day” entrava nel sistema operativo di una nave aliena: figata! Chissà perché si chiama “distruzione di Linux”. Dovrò chiedere. Che nome da duro!

Caro diario, giorno 2

Giovanni mi ha spiegato oggi che la Debian è una DIS-TRI-BU-ZIO-NE di GNU/Linux. Non distruzione. Dice che è molto importante che si dica GNU/Linux, se si dice solo Linux la Microsoft (che dovrei scrivere Micro$oft o Microsuck, non so perché) prenderà il controllo del pianeta, provocherà l’Apocalisse, spegnerà il sole, farà piangere Gesù Bambino e impedirà che ci siano giochi recenti per GNU/Linux. In questo ordine (di importanza). Giovanni dice che GNU vuoi dire “GNU Non è Unix”, però Linux è Unix e Giovanni dice che è da queste contraddizioni apparenti che si capisce chi è un vero hacker. Tutti gli altri sono dei perdenti che si meritano che un Virus spedisca alla nonna pezzi di E-Mail pornografiche scambiate con la morosa. Io non posso essere un perdente perché mia nonna è quadriplegica e non sa usare il computer; oltre tutto, non ho mai avuto la morosa, anche se ho scritto dei racconti un po’ spinti su Kaori della pubblicità del Philadelphia. Sto già diventando un vero hacker

Caro diario, giorno 3

Ho smesso di fare domande a Giovanni, perché il suo travestimento da non-figo puzza davvero tanto e non riesco a concentrarmi trattenendo il fiato. Chissà dove si procura il suo “odore di ascella non lavata da quindici giorni”, è DAVVERO realistico. Un altro segreto hacker, immagino. Ho comprato una rivista con i CD della Debian. Da questa notte il mondo sarà mio: devo solo installarla, poi sarò un vero hacker. Nella rivista non ci sono donnine nude: un vero hacker si eccita con le immagini dei computer nudi (smontati), o con il “codice sorgente”. Ci ho provato, ma ho ancora molto da imparare.

Caro diario, giorno 4

Non trovo setup.exe nel CD. Sarà rovinato. Domani lo vado a cambiare.

Caro diario, giorno 5

Non c’è il setup.exe! E’ tutto molto semplice: si inserisce il CD a computer spento, si seleziona da BIOS di boot-are (un modo di dire inglese che vuoi dire “stivalare”, ah! gergo hacker!) da CD, e si installa. Facilissimo. Ci ho messo solo 3 ore a capirlo. Ora devo solo scoprire come invocare il BIOS.

Caro diario, giorno 7

Sono fortunato! Il BIOS nel mio computer si invoca semplicemente premendo i tasti CTRL-ALT-SHIFT-CANC-Q-W-E-R-T-Y-1-2-3-4-5 contemporaneamente nei 4 microsecondi in cui avviene il check della memoria. Pensa che nel computer di uno che conosco è possibile invocarlo solo nelle notti di luna nuova, dopo la mezzanotte, se si rimane all’interno d’un pentagramma tracciato per terra col sangue d’un gallo nero. E’ destino che io diventi un hacker.

Caro diario, giorno 8

Sto installando. Ho aspettato 4 ore che comparisse la schermata grafica, ma continuo solo a vedere delle scritte. E non compare la freccetta del mouse.Devo chiedere.

Caro diario, giorno 9

Le scritte andavano lette! Pensa come sono furbi questi hacker, nessuno può usare il LORO GNU/Linux se non sa che le scritte vanno lette. E’ un po’ come una società segreta.

Caro diario, giorno 10

Ieri mentre installavo mi è stato chiesto di “partizionare l’hard-disk”. Ho spinto OK quattro o cinque volte e sono andato avanti. Cosa sono i moduli del kernel? Non so, ne ho scelti alcuni a caso.

Caro diario, giorno 11

In solo una settimana ho fatto partire il sistema. Pare che io abbia cancellato tutto quello che c’era sull’hard disk quando l’ho partizionato, ma non è grave: c’erano solo le mie mail personali degli ultimi 3 anni con tutti gli indirizzi (quando sarò un hacker famoso, si rifaranno vivi tutti) e la copia digitale della dimostrazione dell’ultimo teorema di Fermat che avevo trovato in soffitta della nonna, dopo che è morta (non sono andato al funerale perché stavo installando). Poco male: diventerò un hacker, ed ho la copia cartacea. Non faccio una doccia da quando ho cominciato, ho la barba un po’ lunga e sto solo mangiando pizza e hamburger. Però sto bene.

Caro diario, giorno 12

I moduli del kernel non andavano scelti a caso. Pare che io abbia fatto qualcosa che non va riguardo al modulo per la scheda grafica. Il monitor è esploso. Poco male: ne ho un altro. Nell’incendio è bruciata la copia cartacea della dimostrazione dell’ultimo teorema di Fermat. Non importa, non trattava di Linux. Le mie ferite guariranno in un mese, nessuno farà caso alle cicatrici quando sarò un hacker figo. Ho messo su 4 chili: smaltirò poi, ora non ho tempo

Caro diario, giorno 14

Ho passato due giorni a scegliere quali programmi installare: l’elenco ne comprende 6739, con nomi di solito senza vocali come ed, amb, brlscnb e mvf fncl; di questi, 1356 sono editor di testo! Pare che servano tutti: gli hacker ne sanno una più del diavolo!

Caro diario, giorno 15

XF86Config ne sa MOLTE più del diavolo. O forse serve ad evocare il diavolo stesso, non ho capito bene.

Caro diario, giorno 20

Finalmente il computer funziona. Meno di tre settimane per sistemarlo: un record di velocità. Ho dovuto saltare le docce per risparmiare tempo, ma non ne ho risentito. Certo, non funziona l’audio, la grafica non va a più di 16 colori a 640*480, il masterizzatore non dà segni di vita e il cursore si teletrasporta da un angolo all’altro dello schermo: ma è proprio dalla capacità di affrontare questi piccoli disagi che si vede il vero hacker. Ora mi connetterò a Internet. Mi hanno detto che gli altri hacker sono sempre molto disponibili verso chi vuole imparare. Sono passati i vicini a chiedere dove era il cadavere. “Quale cadavere?” ho chiesto io. “C’è odore di cadavere in decomposizione” hanno risposto. Non capisco. Non sento nessun odore: saranno impazziti? In effetti mi lanciavano delle occhiate poco rassicuranti.

Caro diario, giorno 21

Oggi ho provato a connettermi a Internet. Ho un WinModem. Questo è MALE.

Caro diario, giorno 22

Oggi ho provato a connettermi a Internet. Qualche cosa è andato storto, dal nuovo modem vengono rumori strani e un po’ irati.

Caro diario, giorno 23

I rumori strani erano la voce di un cambogiano che rispondeva alle telefonate. Pare che il suo numero di telefono sia quello usato di default per la connessione a Internet. Ha detto che, se voglio, mi legge ad alta voce il giornale, così mi sento nell’autostrada dell’informazione. Per ora ho declinato. Si chiama Chea Vichea.

Caro diario, giorno 24

Mi sono connesso! Fino a che non esco dal pentagramma di sangue di gallo nero, tutto funziona a meraviglia! Mi chiedo cosa succederà all’alba. Sento degli strani rumori provenire dalla cantina.

Caro diario, giorno 25

Ho mandato delle mail su Internet chiedendo aiuto per capire meglio. Ho scritto sulla mailing list Kernel Dev, mi sembra il posto migliore per trovare degli esperti.

Caro diario, giorno 26

Chi è RTFM? E quando comincerà ad aiutami?

Caro diario, giorno 31 (o forse 52)

Sono stato multato. Pare che sia vietato bruciare i computer in terrazzo. Ho detto che dopo tutto era Capodanno, ma mi hanno spiegato che Capodanno è stato tre settimane fa: devo aver perso il conto dei giorni. Ora che ho eliminato il computer, sto molto meglio. Dopo la terza doccia ho sentito i miei vicini di casa urlare “era ora che riparassero quel tombino, l’aria era proprio irrespirabile!”. Ho comprato un macete per tagliarmi la barba, fino ad ora ho rotto tre rasoi. Domani parto per la Cambogia, ho ritelefonato a Chea Vichea. Mi ha trovato un lavoro come bracciante nelle risaie. Non vedo l’ora di cominciare: ha detto che il computer più vicino è a 5km dal suo villaggio.
Basterà?

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L’introduzione delle macchine Multiple Instruction stream Multiple Data (MIMD) rappresentava il passo decisivo verso il modello architetturale che permise di affrontare le grandi sfide computazionali con la flessibilità e la scalabilità necessaria. In effetti, il modello MIMD prevedeva la possibilità di compiere differenti tipi di calcoli simultaneamente su insiemi di dati diversi, attraverso l’utilizzo di una memoria distribuita che poteva scalare in modo pressoché illimitato. Il modello poteva inoltre essere implementato a partire da una rete di workstation interconnesse. Il 1992 vide Intel costruire il suo primo Paragon, un multiprocessor a memoria distribuita basato su processori 32-bit RISC 80860; nel frattempo Thinking Machine installava la sua prima CM-5, anch’essa un’archittettura MIMD. Nel 1993 IBM fece uscire il suo modello di “cluster esteso” SP-1, sistema parallelo basato su processori RISC classe Power e Power2, mentre Cray sviluppava il suo sistema Cray T3D basato su processori RISC classe Alpha, capace di scalare fino a 2048 CPU.

A questo punto l’offerta architetturale era tale da coprire la necessità della maggior parte degli ambiti applicativi: si andava da sistemi composti da migliaia di processori specializzati in grado di compiere operazioni elementari in parallelo, a sistemi con poche decine di CPU che condividono bus e memoria e dotati di capacità vettoriali, a cluster evoluti di processori RISC, passando attraverso modelli ibridi ed esoterici. Tuttavia nessun modello risultava così vincente rispetto agli altri da poter essere considerato la “soluzione definitiva”, l’architettura di riferimento che potesse sgominare gli avversari in ogni ambito applicativo. In questa situazione il problema si spostò sul software: la difficoltà maggiore da parte delle grandi case fu quella di dotare le loro architetture parallele degli strumenti software necessari per modificare l’atteggiamento di parte dei potenziali clienti da curioso interesse a decisa convinzione riguardo alla scelta del loro prossimo supercomputer. Due le componenti software di maggior criticità: lo sviluppo di un sistema operativo single system image e lo sviluppo di compilatori e librerie che garantissero portabilità del codice. La preoccupazione da parte del cliente era il debugging per applicazioni parallele. Quello della portabilità fu un problema molto sentito soprattutto in ambito accademico, dove la disponibilità di budget, e quindi di grandi supercomputer, era sempre stata limitata. Poteva capitare che un ricercatore per un periodo limitato di tempo potesse avere a disposizione tempo macchina su un grande supercomputer, ma chiusasi la finestra temporale nessuno poteva assicurargli che il codice da lui sviluppato potesse girare nuovamente sullo stesso modello di macchina. Quindi, per essere riutilizzabile, il codice, anche se parallelizzato, doveva essere sviluppato utilizzando costrutti e librerie che lo rendessero portabile. Negli anni ‘80 si gettarono le basi per lo sviluppo di ambienti operativi basati sul modello computazionale distribuito, con utilizzo di paradigmi a scambio di messaggi per lo sviluppo di applicazioni parallele in grado di adattarsi a qualsiasi tipo di architettura disponibile, anche se con prestazioni e scalabilità molto diverse.Nel 1988, dei 118 supercomputer installati negli Stati Uniti il 40% veniva utilizzato in ambiente industriale, il 47% da enti governativi e il 13% nelle università. In Giappone, nell’industria era addirittura concentrato il 63% dei supercomputer, mentre in Europa all’attività industriale era dedicato solo il 37%. In Italia i supercalcolatori hanno cominciato a interessare decisamente l’attività industriale nel 1989 con l’acquisto da parte della Fiat di un Cray-2. Il Cray-2 può raggiungere una potenza di punta di 3 gigaflop (3 miliardi di operazioni al secondo) ed è raffreddato con fluoruro di carbonio, un liquido inerte che mantiene la temperatura dei circuiti integrati a 21 °C. A forma di C, è alto 1,2 m, ha un diametro di 1,3 m e pesa, nella configurazione massima di 2,8 tonnellate.

Nel frattempo, e parliamo degli anni ‘90, una nuova rivoluzione tecnologica si stava consumando: la corsa alla velocità aveva trovato come interprete principale le workstation, che per un costo decisamente inferiore cominciavano ad offrire prestazioni paragonabili ai supercomputer, almeno in termini di Megaflops.

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Si dice che il computer fa male alla vista e alla postura ma, sono anche cause ricorrenti di incidenti domestici. I risultati di uno studio pubblicato sull’ American Journal of preventive medicine, che studia un fenomeno diffuso in molti altri Paesi tra cui l’Italia. Dal 1994 al 2008, negli Stati Uniti sono stati 78 mila gli incidenti causati in casa dal pc.

E con il crescere della diffusione dei computer (+309%), aumentano esponenzialmente i danni (+732 %). Per i bambini tra gli 0 e i 10 anni la parte più colpita è la testa, per il resto della popolazione (57,4%) sono gli arti, con colpi alle mani e alle braccia.

Per evitare dei danni è meglio raccogliere i cavi con portacavo o fascette, sistemare la macchina in luogo irraggiungibile dai bambini e in modo che non siano facilmente urtabili, oltre ad evitare di tenere liquidi nelle vicinanze del pc.

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Non è raro quindi che il supercalcolatore in sé non sia più grande d’un armadio, ma che l’edificio che lo contiene si sviluppi su svariati piani per contenere il sistema d’alimentazione elettrica e quello di raffreddamento. In un volume del tipo indicato sono infatti contenute alcune centinaia di migliaia di circuiti integrati che complessivamente sviluppano una grande quantità di calore, che deve essere asportato perché essi possano funzionare correttamente e con un accettabile tasso di guasti. I supercomputer richiedono un sistema di raffreddamento costituito da una complessa serie di canalizzazioni in cui viene fatto circolare sotto pressione un fluido refrigerante.

In passato per ridurre la quantità di calore prodotta nei circuiti dei supercomputer, si sono svolte ricerche sui circuiti integrati all’arseniuro di gallio (AsGa), un materiale nel quale la mobilità degli elettroni è ca. 6 volte maggiore che nel silicio. I circuiti all’arseniuro di gallio consumano meno dei chip di silicio. Anche per questo aspetto la minor potenza consumata si traduce in una minor produzione di calore, con conseguente semplificazione dei problemi di raffreddamento e quindi con una riduzione delle dimensioni dei supercomputer, che come conseguenza ultima porta a una netta riduzione del tempo di ciclo. Il supercomputer Cray-3, la cui disponibilità era stata annunciata per il 1992 (poi uscito nel 1993), fù il primo supercomputer a far uso della rivoluzionaria tecnologia dell’arseniuro di gallio e con la sua architettura ad alto grado di parallelismo, in grado di raggiungere una potenza di quasi 16 giga-flop (miliardi di flop).

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Il «beat», o «tempo universale della Rete», è un diverso modo di scandire il giorno, ideato nel 1998, dallo scienziato americano Nicholas Negropon te e dal presidente di Swatch, Nicholas Hayek. Per evitare i problemi legati al fuso orario, Negroponte, ha diviso la giornata in mille «beat», ognuno dei quali dura un minuto e 26,4 secondi. Così se diamo un appuntamento ad un americano «ai 700 beat», saremo certi di sentirci all’ora giusta. L’unico orologio che segna il tempo anche in questo modo è lo Swatch Beat, creato per le Olimpiadi di Sidney 2000, che faceva il conto alla rovescia (in beat, ovviamente) di quanto mancasse all’inizio dei Giochi.

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Le simulazioni con i supercomputer permettono di calcolare,oltre a problemi inirenti nel campo miilitare anche a scopi civili come la diffusione di sostanze nocive nel terreno e di prevedere quanto tempo è necessario per la loro degradabilità. Possono calcolare i flussi di magma sotto la crosta terrestre, simulare la formazione delle galassie, prevedere ciò che succede durante un’esplosione di supernova o calcolare le conseguenze dell’impatto dei laser su diversi materiali, aspetto molto importante per processi come lo sviluppo degli acceleratori di particelle o per lo studio del trattamento dei tumori.

I supercomputer possono studiare l’effetto dei medicinali senza che siano effettuati esperimenti sulle cavie di laboratorio. La tecnologia dei computer permette simulazioni un tempo impensabili. “Si può calcolare persino il comportamento delle nanostrutture” oppure procedimenti utili per settori completamente diversi, come la simulazione del flusso sanguigno attraverso il cuore. Si deve tenere conto però delle caratteristiche fisiche come il percorso del flusso, così come le reazioni chimiche e biologiche. Tutto ciò avviene a livello di nano o picosecondi, ciò richiede naturalmente una maggiore potenza di calcolo ( progetto VPH ).

Colossus

Anche nel supercomputing la spinta maggiore allo sviluppo, l’ha data il campo militare, non a caso nel 1943 gli inglesi costruirono Colussus il quale aveva il compito di decodificare tutte le informazioni crittate con Enigma, durante la seconda guerra mondiale. Successivamente, e fino al 1950, si susseguirono in ambienti di ricerca le serie Mark, l’ENIAC, l’EDSAC: tutte caratterizzate dall’essere macchinari meccanici ed elettro-meccanici di dimensioni gigantesche (svariate tonnellate di peso) e che utilizzavano tecnologia a valvole e relè.

Per effettuare una previsione meteorologica di 10 giorni, in cui si devono elaborare i dati raccolti da migliaia e migliaia di fonti diverse, un calcolatore da 500 kiloflop fornirebbe la previsione quando oramai sarebbe scaduta da un giorno abbondante. E quindi necessario in questi casi fare uso di supercomputer, cioè di calcolatori con una velocità media di almeno 30 mega-flop. Con un calcolatore di 200 megaflop molti calcoli sulla navetta spaziale statunitense possono essere eseguiti in ca. 9 ore e una previsione meteorologica a medio termine sull’Europa in meno di 2 ore.

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