Alte prestazioni, minore impatto:
il futuro del calcolo

Intervista a Marco Aldinucci, coordinatore dell’High-Performance Centre for Artificial Intelligence (HPC4AI) dell’Università di Torino e co-leader dello Spoke 1 di ICSC, dedicato all’High Performance Computing (HPC) e ai Big Data

Di che cosa parliamo quando facciamo riferimento a HPC?

High Performance Computing significa usare una potenza di calcolo molto elevata per risolvere un problema più velocemente o per risolvere un problema più grande rispetto a quello di partenza nello stesso tempo. Nel primo caso, l’HPC entra in gioco per risolvere problemi scientifici o industriali in cui il valore dell’informazione degrada col tempo. Ne sono un esempio le previsioni meteorologiche o le simulazioni di fenomeni naturali che abilitano scenari operativi, la chimica farmaceutica e la scienza dei materiali, in cui la complessità del calcolo è enorme e occorre completare l’analisi in tempo ragionevole.

Nel secondo caso, invece, l’HPC consente di risolvere problemi in cui la griglia di calcolo è resa più fitta, per cui aumenta il numero di calcoli e la dimensione del problema. Rimanendo sulle previsioni meteorologiche, potrei aver bisogno di passare da una griglia di 1 km per 1 km a una griglia di 100 metri per 100 metri o di 1 metro per 1 metro, perché magari devo prevedere una bomba d’acqua o se un’auto a guida autonoma troverà ghiaccio a un determinato incrocio. Oppure, guardando all’Intelligenza Artificiale (IA), potrei voler aumentare il numero di parametri del mio Large Language Model (LLM) per renderlo capace di affrontare problemi più complessi, e quindi passare dalla traduzione di un testo al ragionamento, al capire l’ironia. Per farlo avrò bisogno di un modello più grande: dovrò passare da 7 a 70, o addirittura a 700 miliardi di parametri, che vuol dire una matrice con 700 miliardi di celle, una crescita non lineare in termini di tempo di calcolo (la complessità dell’operazione base, la moltiplicazione di matrici dense, è cubica), e una moltiplicazione dello spazio occupato. Se infatti per il modello base di computer, il laptop, la potenza si ottiene attraverso miniaturizzazione, nel caso di un computer che sia un milione di volte più potente di un laptop, non disponiamo di una tecnologia in grado di miniaturizzare un milione di volte in più. Allora, per ovviare al problema, poniamo uno di fianco all’altro tanti sistemi, fino a occupare un’area pari a un campo di calcio. A volte, scherzando, quando qualcuno mi chiede che cos’è HPC, rispondo “se si vede dal satellite è HPC”, ma potrei dire anche “se consuma più di 1 megawatt è HPC”. Insomma, è una roba grossa, e anche energivora.