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Commissione europea - Scheda informativa

Il calcolo ad alte prestazioni e l'impresa comune EuroHPC

Bruxelles, 28 septembre 2018

Che cos'è il calcolo ad alte prestazioni, noto anche come "supercalcolo"?

Il calcolo ad alte prestazioni (High-Performance Computing - HPC) è un ramo dell'informatica che si occupa di modellizzazione scientifica e ingegneristica e affronta compiti di simulazione talmente impegnativi a livello computazionale che i calcoli non possono essere effettuati mediante computer generici. Le macchine utilizzate nel settore dell'HPC sono spesso denominate "supercomputer".

La prossima frontiera del calcolo ad alte prestazioni è l'esascala (vale a dire almeno 1018 o 1 miliardo di miliardi di calcoli al secondo), che dovrebbe essere raggiunta verso il 2021-2022.

Che cosa è stato fatto finora dall'UE e dagli Stati membri?

Gli Stati membri hanno contribuito a promuovere l'HPC con politiche di ricerca e innovazione a livello nazionale o regionale e con appalti pubblici nazionali per sistemi HPC. Hanno inoltre efficacemente coordinato l'accesso a livello europeo alle risorse e ai servizi nazionali di supercalcolo e di gestione dei dati. Ciò ha consentito di conseguire scoperte scientifiche ad alto impatto e di svolgere attività di ricerca e sviluppo in ambito ingegneristico nel quadro dell'iniziativa PRACE (partenariato per l'informatica avanzata in Europa) e del programma GEANT (che fornisce una comunicazione ad alta velocità per la rete di dati paneuropea per la comunità della ricerca e dell'istruzione), entrambi sostenuti dall'UE. Nel 2013 la Commissione ha firmato un accordo di partenariato pubblico-privato contrattuale con l'associazione di categoria ETP4HPC con l'obiettivo di collaborare, nel quadro di Orizzonte 2020, all'elaborazione di una tabella di marcia europea su ricerca e innovazione per sviluppare tecnologie HPC di prossima generazione.

Nel marzo 2017 la Commissione europea ha pubblicato la dichiarazione EuroHPC, un accordo nell'ambito del quale i paesi firmatari si impegnano a collaborare tra di loro e con la Commissione europea per acquistare, creare e implementare un'infrastruttura integrata di calcolo ad alte prestazioni all'avanguardia destinata a rientrare fra le prime tre al mondo. Finora la dichiarazione è stata firmata da 22 paesi europei.

Nel gennaio 2018 la Commissione ha proposto, come prossima tappa, di investire insieme agli Stati membri 1 miliardo di € in supercomputer europei all'avanguardia ricorrendo a una nuova struttura giuridica e di finanziamento, l'impresa comune EuroHPC. Il Consiglio ha approvato la proposta della Commissione e l'impresa comune avvierà la propria attività nelle prossime settimane. Ad oggi sono 25 i paesi europei che hanno confermato il loro impegno a favore di tale ambizioso progetto.

Il supercalcolo costituisce inoltre uno dei cinque temi chiave a livello digitale in cui gli investimenti dell'UE dovrebbero aumentare in modo considerevole: nell'ambito del prossimo bilancio a lungo termine dell'UE per il periodo 2021-2027 la Commissione propone di investire, a titolo del programma Europa digitale, 2,7 miliardi di € in progetti di sviluppo e rafforzamento delle capacità di supercalcolo e trattamento dei dati in Europa.

Perché l'impresa comune EuroHPC è ora necessaria?

Nonostante l'impegno profuso e gli investimenti finora effettuati a livello nazionale ed europeo, i supercomputer dalle migliori prestazioni a livello mondiale non si trovano in Europa e quelli europei dipendono da tecnologie non europee. La catena di approvvigionamento europea delle tecnologie HPC è tuttora debole e l'integrazione di tecnologie europee nelle macchine HPC attualmente operanti è ancora insignificante.

Dato che le sfide scientifiche e industriali aumentano in termini di portata e complessità, gli utenti HPC ricercano una maggiore potenza di calcolo. Se non aumenterà l'offerta ditempo di calcolo, la scienza e l'industria europee elaboreranno i propri dati sempre più spesso al di fuori dell'UE, mettendo così seriamente a repentaglio le prospettive di crescita dell'economia digitale europea, stimata al 4% del PIL dell'UE.

Per sostenere la diffusione di soluzioni HPC operative basate su tecnologie sviluppate in Europa è necessario un quadro giuridico e di finanziamento ambizioso a livello europeo, con strumenti sul versante della domanda, come gli appalti pubblici. Gli altri strumenti di finanziamento disponibili presentano limitazioni per una cooperazione su vasta sala che implichi finanziamenti a livello nazionale e dell'UE e proprio per questo motivo è stata creata l'impresa comune EuroHPC.

Quale sarà il compito dell'impresa comune?

Un'impresa comune è uno strumento giuridico che consente all'UE, agli Stati membri e ai paesi associati nonché ai partner privati di combinare in modo efficace gli appalti congiunti e la comproprietà dei supercomputer, come pure di effettuare investimenti congiunti nello sviluppo di tecnologie, software e applicazioni di punta in Europa. L'impresa comune sarà incentrata sui tre seguenti ambiti:

  • appalto e diffusione in Europa di un'infrastruttura HPC all'avanguardia e relativa messa a disposizione degli utenti pubblici e privati;

  • sostegno al tempestivo sviluppo delle tecnologie HPC europee di prossima generazione e loro integrazione in sistemi a esascala in tempi competitivi rispetto ai concorrenti a livello mondiale;

  • leadership europea nelle applicazioni scientifiche e industriali.

 

L'impresa comune sosterrà l'acquisizione e l'interconnessione di supercomputer d'avanguardia, tra cui due sistemi a pre-esascala (in grado di effettuare cento milioni di miliardi, vale a dire 1017 , di calcoli al secondo) classificati tra i primi cinque a livello mondiale e almeno due sistemi a petascala (in grado di effettuare un milione di miliardi, vale a dire 1015 , di calcoli al secondo), tra i primi 25 a livello mondiale. Operando in stretta collaborazione con PRACE e GEANT, l'impresa comune consentirà l'accesso a tale nuova infrastruttura europea di supercalcolo agli utenti del mondo accademico, dell'industria e delle piccole e medie imprese nonché del settore pubblico, indipendentemente dalla loro ubicazione nell'UE.

L'impresa comune sosterrà l'iniziativa europea in materia di processori, l'European Processor Initiative, al fine di sviluppare con l'impiego di tecnologie europee i microprocessori a basso consumo necessari per il funzionamento dei supercomputer. Ciò renderà l'Europa meno dipendente dalle tecnologie estere in molti ambiti essenziali per l'economia digitale e in altri settori in cui si utilizza il calcolo ad alte prestazioni, come i veicoli connessi e autonomi e i server di Big Data.

L'impresa comune sosterrà inoltre, in particolare grazie ai centri di eccellenza nelle applicazioni HPC, lo sviluppo di applicazioni scientifiche, industriali e del settore pubblico all'avanguardia in molti ambiti, tra cui la medicina personalizzata, la bioingegneria, le previsioni metereologiche e i cambiamenti climatici, la scoperta di nuovi materiali e medicine, la prospezione di petrolio e gas, la progettazione di nuovi aerei e nuovi autoveicoli e le città intelligenti.

L'impresa comune sosterrà altresì la creazione e il coordinamento dei centri nazionali di competenza HPC in tutta l'UE. I centri svolgeranno attività di formazione e sensibilizzazione per gli utenti del mondo accademico e del settore industriale pubblico al fine di perfezionare le competenze digitali esistenti o acquisirne di nuove. I centri aumenteranno anche la consapevolezza in merito alle tecnologie digitali di prossima generazione e consentiranno un accesso migliore agli strumenti e ai servizi HPC. In particolare, i centri si rivolgeranno alle piccole e medie imprese, offrendo loro l'accesso a nuove applicazioni e nuovi servizi e incrementando la loro capacità di innovazione. 

Chi saranno i membri dell'impresa comune?

L'impresa comune sarà costituita da:

  • membri pubblici che rappresentano il consiglio direttivo, con rappresentanti della Commissione e dei 25 paesi partecipanti;

  • membri privati che rappresentano il consiglio consultivo industriale e scientifico, con rappresentanti dei due partner privati partecipanti, la piattaforma tecnologica europea per il calcolo ad alte prestazioni (ETP4HPC) e l'associazione Big Data Value (BDVA), e altri portatori di interessi (utenti, centri di supercalcolo e organizzazioni di ricerca).

Quale sarà la dotazione finanziaria dell'impresa comune?

L'impresa comune EuroHPC sarà finanziata congiuntamente dai suoi membri pubblici con un bilancio di circa 1 miliardo di €. Il contributo finanziario dell'UE ammonta a 486 milioni di euro, cui corrisponde un importo analogo versato dai paesi partecipanti. I membri privati forniranno inoltre contributi aggiuntivi sotto forma di risorse per un valore di oltre 400 milioni di euro mediante la partecipazione alle attività dell'impresa comune.

Quali sono le prossime tappe?

L'impresa comune EuroHPC sarà istituita nell'ottobre 2018, con sede in Lussemburgo, e resterà operativa fino alla fine del 2026. Entro la fine del 2018 o all'inizio del 2019 il suo consiglio direttivo, di concerto con il consiglio consultivo industriale e scientifico, definirà il suo programma di lavoro per gli anni 2019-2020.

Tale programma di lavoro sarà pubblicato all'inizio del 2019 e costituirà la base per la pubblicazione di inviti a presentare proposte per azioni di ricerca e innovazione, in linea con gli obiettivi strategici definiti nel regolamento che istituisce l'impresa comune.

All'inizio del 2019 l'impresa comune pubblicherà inoltre inviti a manifestare interesse per i soggetti nazionali che ospiteranno i supercomputer acquistati dall'impresa comune. Nei prossimi due anni saranno oggetto di appalto almeno due sistemi a pre-esascala e almeno due sistemi a petascala. I primi contratti saranno firmati nel terzo trimestre del 2019.

Che cosa prevede in proposito il prossimo bilancio dell'UE?

La Commissione propone di proseguire l'attività dell'impresa comune a titolo del quadro finanziario pluriennale (QFP) per il periodo 2021-2027, nell'ambito del programma Europa digitale, che comprende una proposta relativa a ulteriori 2,7 miliardi di EUR di finanziamenti per il settore del supercalcolo. Anche il programma quadro Orizzonte Europa comprende il sostegno alle attività di ricerca e innovazione dell'impresa comune. 

Con queste risorse supplementari l'impresa comune mira a sviluppare entro il 2023 almeno un sistema a esascala basato sulla tecnologia europea e a sostenere la diffusione di sistemi operativi attraverso appalti pubblici di sistemi a esascala e post-esascala, anche integrando le soluzioni offerte da altre iniziative, come l'iniziativa faro TEF sulle tecnologie quantistiche

Quali sfide può affrontare l'HPC?

Data la sua natura interdisciplinare e la capacità di trattare grandi quantità di dati e di effettuare calcoli complessi, l'HPC è essenziale per far fronte a un'ampia gamma di sfide.

Scienze della Terra e clima:

  • l'HPC sostiene la climatologia consentendo previsioni metereologiche più precise, prevedendo catastrofi naturali su vasta scala e studiando il comportamento degli oceani. Tra il 1970 e il 2012 le condizioni meteorologiche estreme hanno provocato in Europa la morte di 149 959 persone e danni economici per 270 miliardi di €;

  • le tecnologie HPC consentono simulazioni a risoluzione sempre maggiore dei cambiamenti climatici e un controllo più preciso dell'evoluzione delle risorse terrestri. L'HPC migliora anche la nostra conoscenza dei processi geofisici e della struttura interna della Terra.

Energia sicura, pulita ed efficiente:

  • l'HPC è essenziale per progettare parchi di energie rinnovabili e materiali fotovoltaici ad alta prestazione, sperimentare nuovi materiali per pannelli solari e ottimizzare le turbine per la produzione di energia elettrica.

Sanità, evoluzione demografica e benessere:

  • l'HPC è un vettore di sviluppo delle nuove forme di medicina. La medicina personalizzata e di precisione dipende fortemente dall'HPC per il trattamento delle informazioni relative ai pazienti (ad es. su corredo genetico, proteine e ambiente) ai fini della prevenzione, della diagnosi e del trattamento di malattie;

  • nella ricerca biomolecolare ci si avvale dell'HPC per studiare la dinamica delle biomolecole e delle proteine nelle cellule umane, il che è essenziale per trattare le malattie autoimmuni, ma anche il cancro e il diabete. Per quanto concerne la ricerca sul cervello, l'HPC è utilizzato per simulazioni e modellizzazioni multiscala e ad alta risoluzione del cervello umano;

  • la sperimentazione di molecole per farmaci candidati può essere notevolmente accelerata utilizzando l'HPC. L'HPC contribuisce anche a ridefinire le indicazioni dei medicinali esistenti per combattere nuove malattie.

Sicurezza alimentare, agricoltura sostenibile, ricerca marittima e bioeconomia:

  • l'HPC è cruciale per lo sviluppo di un'agricoltura più sostenibile attraverso l'ottimizzazione della produzione alimentare, l'analisi dei fattori di sostenibilità, il monitoraggio dei parassiti, la lotta alle malattie e i pesticidi. Le tecnologie HPC possono anche contribuire a gestire le risorse idriche e agricole in modo più efficiente e aiutare le comunità vulnerabili grazie ad una migliore capacità di gestione dei periodi di siccità.

Cibersicurezza e difesa:

  • l'HPC è essenziale anche per la sicurezza e la difesa nazionali, ad esempio per sviluppare tecnologie di cifratura complesse, individuare l'origine degli attacchi informatici e reagire di conseguenza, dotare la polizia di metodi di indagine scientifica efficienti o effettuare simulazioni nucleari.

Pianificazione urbana intelligente, verde e integrata:

  • le tecnologie HPC sostengono lo sviluppo di città più intelligenti grazie al controllo più efficiente delle grandi infrastrutture di trasporto, che richiede un'analisi in tempo reale di enormi quantità di dati;

  • lo sviluppo di veicoli autonomi si baserà sull'HPC, in quanto essi scambieranno costantemente dati con i sistemi di gestione e supervisione e saranno sincronizzati con grandi banche dati che li alimentano continuamente con informazioni in tempo reale.

Qual è l'importanza del supercalcolo per il mercato unico digitale?

L'HPC ha un potenziale enorme in termini di creazione di posti di lavoro nell'ambito del mercato unico digitale. L'impresa comune consentirà all'industria europea, in particolare alle piccole e medie imprese, di accedere più facilmente ai supercomputer per sviluppare prodotti innovativi.

Grazie alla sua capacità di gestire e trattare enormi quantità di dati in tempo reale, l'HPC è fondamentale per costruire un'economia dei dati dinamica e un ecosistema integrato di calcolo a esascala e di Big Data che consentiranno all'UE di sfruttarne il pieno potenziale, garantendo al contempo un elevato livello di sicurezza e di protezione dei dati. L'infrastruttura EuroHPC consentirà il trattamento di dati sensibili in Europa, mantenendo al contempo la privacy, i diritti di proprietà, di accesso e di utilizzo in Europa.

Per ulteriori informazioni

Comunicato stampa

Scheda informativa con esempi di utilizzo del calcolo ad alte prestazioni e altri documenti pertinenti

Scheda informativa sul programma Europa digitale

 

 

*Aggiornato - pubblicato per la prima volta l'11 gennaio 2018

 

MEMO/18/5901

Contatti per la stampa:

Informazioni al pubblico: contattare Europe Direct telefonicamente allo 00 800 67 89 10 11 o per e-mail


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