Eni dà il via al supercomputer HPC5

Entrerà definitivamente in produzione tra poche settimane la nuova installazione di supercalcolo HPC5 presso il data center di Eni di Ferrea Erbognone in provincia di Pavia. Il sistema assicura una potenza di calcolo di 52 PetaFlop/s, ossia 52 milioni di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo, che affiancandosi ai18 PFlop/s del sistema HPC4 precedente, in produzione dal 2018, permetterà in casi di necessità di raggiungere una potenza di picco di 70 PFlop/s.

Se HPC4 risulta oggi ufficialmente al 16° posto del ranking mondiale della TOP 500 dei sistemi di supercalcolo, a giugno, quando la classifica verrà aggiornata, è probabile che l’HPC5 di Eni si posizioni al quinto posto, tra il Tianhe-2A cinese del National Super Computer Center di Guangzhou (100 PFlop/s) e Frontera, del Texas Advanced Computing Center dell’Università del Texas (38 PFlop/s); sempre che non arrivino altri nuovi supercomputer con potenze superiori ai 50 PFlop/s. Di sicuro però oggi HPC5 è il primo supercomputer al mondo utilizzato da un’azienda per scopi industriali, e non da un centro di ricerca comunque di emanazione governativa, oltre a essere il primo supercomputer europeo in assoluto.

Protagonista di HPC5 è Dell Technologies che fornisce i 1.820 nodi di HPC5 basati su server Dell EMC PowerEdge C4140 ciascuno dotato di due processori Intel Xeon Scalable Gold 6252, con 24 core dotati internamente di acceleratori AI e 4 acceleratori grafici NVIDIA Tesla v100 GPU. I server sono connessi attraverso una rete Mellanox InfiniBand HDR di velocità 200 Gbit/s, e questo secondo gli esperti di Eni è il punto più innovativo di HPC5 poiché supporta una velocità di scambio dati – tra i nodi e tra questi e i sistemi di archiviazione dati – tale da eliminare i colli di bottiglia che si verificavano in precedenza.

Il definitivo avvio in produzione di HPC5 porterà alla dismissione del sistema HPC3 da 750 nodi, in funzione dal 2017.

Da quando è iniziato il programma HPC di Eni nel 2013 si sono succeduti in meno di sette anni cinque nuove installazioni e i progressi fatti sono notevoli. Il primo HPC1 assicurava infatti una potenza di calcolo di 0,5 PFlop/s e disponeva di 650 nodi, mentre l’HPC5 di oggi moltiplica per cento la potenza di elaborazione e triplica il numero di server disponibili nel sistema.

I piani di sviluppo di Eni prevedono la messa in produzione di un nuovo supercomputer circa ogni due anni. Per la seconda metà del 2021 è quindi previsto l’arrivo di HPC6, la cui potenza di calcolo dovrebbe aggirarsi intorno ai 100 PFlop/s, e intorno al 2023 sarà la volta dell’HPC7; la road map proseguirà poi in modo analogo negli anni successivi.

Supercalcolo e software strategici per il business

Il supercalcolo è il braccio hardware della ricerca e sviluppo di Eni che si dedica all’identificazione e allo studio dei nuovi giacimenti di idrocarburi. L’altro elemento essenziale è lo sviluppo interno iniziato molti anni fa di una piattaforma proprietaria per l’imaging geofisico del sottosuolo. In pratica il software raccoglie ed elabora i dati raccolti dalle esplorazioni fatte in mare grazie alla tecnologia delle onde acustiche che penetrano nel sottosuolo per alcuni chilometri e produce un modello in rendering 3d della zona esplorata mettendo in evidenza le caratteristiche morfologiche del sottosuolo e segnalando quindi l’eventuale presenza di un possibile giacimento. I geologi possono così stabilire quali sono le zone dove c’è la possibilità di fare una scoperta e quindi tracciare le traiettorie dei pozzi di esplorazione che dovranno verificare sul campo se il giacimento corrisponde alle aspettative generate dal software.

“Nell’industria dell’oil&gas la ricerca di nuovi giacimenti è una attività molto costosa, i nostri software uniti ai supercalcolatori HPC delle diverse generazioni ci aiutano a ridurre al minimo il rischio di scavare dei pozzi secchi”, ha spiegato durante l’evento di presentazione Claudio Descalzi, Ceo di Eni.

Dalla prima esperienza fatta con il giacimento Zohr di gas naturale al largo dell’Egitto (uno dei più importanti trovati negli ultimi anni a livello mondiale), l’utilizzo dei supercalcolatori è diventato un fattore competitivo specifico di Eni. “Nel caso di Zohr, siamo andati a cercare idrocarburi là dove altre compagnie avevano abbandonato la ricerca – racconta Nicola Beinati, senior R&D project leader e research geophysicist presso Eni E&P. Proprio grazie al nostro software e a HPC 1 nel 2013 abbiamo potuto elaborare meglio i dati che erano stati raccolti dai competitor, e che con l’abbandono del sito erano stati resi commerciali, e abbiamo capito che invece ci poteva essere qualcosa di interessante”. Questa pratica di tornare sui siti di esplorazione abbandonati da altri è diventata una best practice di Eni che ha portato anche negli anni più recenti a importanti scoperte in diverse parti del mondo, come al largo dell’Angola e del Mozambico. “Scoprire un nuovo giacimento vicino a delle zone che sono già sfruttare vuol dire poi portare in produzione il nuovo campo di estrazione in poco tempo”, dichiara Beinati.

“Il fatto che HPC5 sia 100 volte più potente di HPC1 non significa necessariamente che oggi il tempo di elaborazione per trovare un giacimento come Zohr si può ridurre di un fattore 100, ossia passare da qualche mese a qualche giorno – spiega Beinati. In linea di principio si può fare, ma ci muoviamo sempre tenendo presenti tre fattori: il workload dei dati che più raccogliamo e meglio è; la velocità di esecuzione e l’accuratezza degli algoritmi di rendering. Di volta in volta come calibrare questi tre elementi lo decidiamo in base alle esigenze del business. La necessità di una crescita così veloce nella capacità di calcolo parte poi proprio dalla grande quantità di dati che dobbiamo elaborare: una singola acquisizione che copre un’area di 5.000/6.000 chilometri quadrati oggi arriva a generare quasi un PetaByte”.