Esistono computer di uso personale e lavorativo che sono sufficientemente potenti per svolgere compiti come fare i compiti o gestire un’attività commerciale. È anche possibile potenziare alcuni componenti per un’esperienza di gioco eccezionale. Tuttavia, è improbabile che questi dispositivi possano risolvere enigmi sull’universo o comprendere il funzionamento interno di un virus complesso. Questi sono problemi di grande portata che richiedono e generano molti dati. Per gestire tutte queste informazioni è necessaria la potenza dei supercomputer.
I supercomputer sono macchine potenti che possono eseguire miliardi di calcoli al secondo per assistere gli scienziati nella risoluzione di alcune delle sfide più urgenti del mondo. Progressi significativi nella scienza del clima, nella salute umana e nell’energia pulita si verificano quando ricercatori, tecnici e ingegneri impegnati mettono al lavoro i supercomputer.
Questi computer vengono spesso utilizzati per simulare esperimenti che potrebbero essere troppo costosi, pericolosi o addirittura impossibili da condurre nella realtà. Ad esempio, i ricercatori utilizzano le simulazioni per comprendere come esplodono le stelle o come viene iniettato il carburante all’interno di un motore.
Un supercomputer è composto da migliaia di piccoli computer chiamati nodi. Ogni nodo è dotato di una propria memoria e di un certo numero di processori, che sono le parti che eseguono tutti i calcoli.
Un altro elemento chiave per un sistema di supercalcolo potente è una rete incredibilmente veloce, il centro di comunicazione che collega tutti questi mini computer. In questo modo, invece di lavorare come unità separate, possono agire come un’unica entità, gestendo milioni di compiti per affrontare problemi complessi rapidamente.
Non è solo la meraviglia tecnologica a rendere speciali i supercomputer. È necessaria una notevole quantità di competenze e infrastrutture per gestire queste macchine imponenti e renderle disponibili agli scienziati, che si collegano a distanza alla potenza di supercalcolo per eseguire i loro esperimenti computazionali.
Gli amministratori di sistema si assicurano che l’hardware del supercomputer sia funzionante e che il software sia aggiornato. Gli scienziati computazionali interni lavorano con gli utenti dei supercomputer di tutto il mondo per garantire che i loro codici funzionino senza intoppi e che le loro simulazioni contribuiscano a far avanzare le loro esplorazioni scientifiche. Gli esperti di supporto tecnico sono pronti ad aiutare gli utenti a risolvere eventuali problemi che incontrano nel loro lavoro presso un impianto di supercalcolo.
I supercomputer più potenti del mondo, come quelli gestiti dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, richiedono strutture specializzate, note come data center, per soddisfare le loro esigenze di spazio, energia e raffreddamento. Ad esempio, il prossimo supercomputer del Laboratorio Nazionale di Argonne, Aurora, occuperà un’area pari a due campi da basket NBA, consumerà la stessa quantità di energia di migliaia di case e sarà raffreddato da un sistema complesso che contiene 44.000 galloni di acqua refrigerata.
Il laboratorio, sede del Argonne Leadership Computing Facility, un impianto utente dell’Ufficio di Scienza del DOE, ha una lunga storia nella costruzione e nell’utilizzo di supercomputer per affrontare alcuni dei problemi più urgenti del mondo. E Argonne continua a spingere i limiti della tecnologia e della scoperta. Aurora aiuterà gli scienziati a progredire nella comprensione di tutto, dal cambiamento climatico della Terra ai materiali migliorati per le celle solari alla struttura del cervello umano.