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HPC ad alta efficienza energetica: E4 partecipa al progetto Textarossa

Il progetto, cofinanziato dalla European High-Performance Computing Joint Undertaking (JU) e dal Ministero dello Sviluppo Economico (MISE), promuove l'innovazione in efficienza e usabilità per i sistemi HPC high-end

Pubblicato il 21 maggio 2021

E4 Computer Engineering ha annunciato la sua partecipazione al progetto Textarossa (Towards EXtreme scale Technologies and Accelerators for HW / SW Supercomputing Applications for exascale), cofinanziato dalla European High-Performance Computing Joint Undertaking (JU) e dal Ministero dello Sviluppo Economico (MISE) per promuovere l’innovazione in efficienza e usabilità per i sistemi HPC high-end.

Textarossa mira a ottenere un impatto significativo nel campo dell’High Performance Computing (HPC), sia per gli scenari pre-exascale che exascale. All’interno del consorzio Textarossa, E4 svilupperà piattaforme HPC eterogenee e innovative, dotate di processori di ultima generazione e acceleratori hardware riconfigurabili. Inoltre, E4 integrerà innovative apparecchiature di raffreddamento progettate e sviluppate nell’UE.

I membri del consorzio testeranno su queste piattaforme algoritmi avanzati, metodi innovativi e applicazioni software user-oriented sia per domini HPC classici, sia per domini emergenti, come High Performance Artificial Intelligence (HPC-AI) e High Performance Data Analytics (HPDA).

Per ottenere alte prestazioni e un’elevata efficienza energetica sui sistemi di calcolo exascale del prossimo futuro, è necessario colmare un divario tecnologico: aumentare l’efficienza del calcolo con componenti e apparecchiature accuratamente selezionati contestualmente a nuovi calcoli aritmetici, oltre a fornire metodi e strumenti per una perfetta integrazione di acceleratori riconfigurabili in piattaforme HPC eterogenee. Textarossa mira ad affrontare questo divario attraverso l’applicazione di un approccio coerente di co-design per sviluppare soluzioni HPC eterogenee, supportate dall’integrazione e dall’estensione di IP, di modelli di programmazione e strumenti derivati da altri progetti di ricerca europei a cui stanno contribuendo i partner Textarossa.

Cofinanziato da European High-Performance Computing Joint Undertaking (JU) e dal Ministero dello Sviluppo Economico (MISE), il progetto Textarossa è coordinato dall’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (ENEA) e sfrutta l’esperienza di 17 partner situati in 5 paesi europei. Il progetto durerà 3 anni e ha i seguenti obiettivi:

  • Sviluppo di piattaforme HPC eterogenee dotate di processori di ultima generazione e acceleratori hardware riconfigurabili
  • Implementazione di una nuova componentistica termica e di un innovativo sistema di raffreddamento a liquido a cambio di fase;
  • Abilitazione del calcolo a precisione mista, attraverso la definizione di IP, librerie e compilatori che supportano nuovi tipi di dati (inclusi i Posits);
  • Garanzia di operazioni HPC sicure tramite crittografia accelerata hardware;
  • Fornitura di IP basato su RISC-V, per una rapida pianificazione dei task e di IP per comunicazioni intra-/inter-nodo a bassa latenza e miglioramento dello trasferimento/archiviazione dei dati tramite un IP di compressione.

All’interno di Textarossa e applicando un approccio di co-design, E4 ha il compito di sviluppare l’IDV (Integrated Development Vehicles), estendendo l’architettura basata su ARM64 della European Processor Initiative (EPI). Le tecnologie avanzate sviluppate dai partner durante il progetto verranno testate e validate sull’IDV.

Per guidare lo sviluppo della tecnologia e valutare l’impatto delle innovazioni proposte, dal livello di nodo a quello di sistema, Textarossa utilizzerà un numero selezionato, ma rappresentativo, di applicazioni e dimostratori nei settori dell’HPC, HPDA e AI che coprono domini HPC importanti come i kernel numerici general-purpose, la Fisica delle Alte Energie (HEP), il settore oil&gas , la Modellazione Climatica, nonché domini emergenti come High Performance Data Analytics (HPDA) e High Performance Artificial Intelligence (HPC-AI).

Oltre agli obiettivi tecnologici, Textarossa mira a promuovere la competitività europea nello sviluppo e nella diffusione di soluzioni avanzate per la scienza e l’industria e a rendere disponibili strumenti e sistemi indispensabili nel campo competitivo e critico dell’HPC. Textarossa fornirà, inoltre, dati preziosi ai team di co-progettazione e sviluppo dell’European Process Initiative (di cui E4 è membro), che costituisce un banco di prova per testare una tecnologia di raffreddamento a due fasi innovativa sviluppata nell’UE, al fine di abilitare questa tecnologia a diverse architetture.

“Nel corso degli anni, E4 ha portato avanti una strategia che le ha permesso di essere all’avanguardia nelle tecnologie cost-effective”, spiega Cosimo Gianfreda, CTO di E4 Computer Engineering. “I nostri prodotti sono stati progettati tenendo conto delle esigenze degli utenti finali e con l’obiettivo di rendere questi sistemi user-friendly, fornendo prestazioni al top e mantenendo un basso TCO. L’IDV (Integrated Development Vehicles) sviluppato da E4 nel progetto Textarossa rappresenterà un banco di prova chiave per validare tecnologie innovative e un salto significativo nella proposta di soluzioni ad alta efficienza energetica”.

“Textarossa è sia una sfida tecnologica che un’opportunità significativa per sviluppare nuovi prodotti per soddisfare al meglio le esigenze dei nostri clienti”, aggiunge Daniele Gregori, Scientific Coordinator di E4 Computer Engineering. “Le sfide tecnologiche sono sempre state affrontate dal R&D Lab di E4, dove testiamo quotidianamente nuovi sistemi e nuovi componenti. E4 porta questo know-how e la propria esperienza in Textarossa, all’interno di un coerente approccio di co-design. L’esperienza del nostro team sarà applicata nello sviluppo dell’IDV (Integrated Development Vehicles), che sarà accuratamente testato con applicazioni reali ed emergenti in un ambiente simile a un data center”.

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