Eni HPC5, il supercomputer catalizzatore dell’energia attuale e futura

Un nuovo supercomputer pulsa nel green data center di Eni, a pochi chilometri da Milano, a Ferrera Erbognone nella campagna pavese: è l’innovativo HPC5 inaugurato nei giorni scorsi alla presenza del top management aziendale – la presidente Emma Marcegaglia e l’AD Claudio Descalzi e di autorevoli partner coinvolti nel progetto che proietta l’azienda nel futuro dell’energia, come recita il claim ‘Shaping the Energy of the future’: “Il settore dell’energia sta affrontando sfide epocali che Eni deve cogliere e su cui deve investire. Come società dell’energia vogliamo portare avanti la transizione energetica e dare accesso all’energia a tutti ovunque nel mondo”, afferma Emma Marcegaglia. Eni lo fa mettendo al centro le persone, l’innovazione e la tecnologia, investendo e potendo contare su partnership solide e durature: “Solo così si possono vincere queste enormi sfide”. Partner di ricerca come quelli all’inagurazione dell'HPC5 come CNR, Politecnico di Torino, MIT, Stanford University  e partner tecnologici quali Dell Technologies, Intel e Nvidia. 


Tecnologia al centro
Un disegno in cui innovazione e tecnologia giocano un ruolo nevralgico, leve fondamentali per sostanziare la missione aziendale, nel DNA aziendale, esaltate negli ultimi anni sotto la guida dell’AD Claudio Descalzi: “L’azienda si sta trasformando per giocare un ruolo da protagonista nell’ambito energetico e plasmare il futuro mettendo al centro le tecnologie per rendere le energie di domani una realtà sempre più vicina”, dichiara sul palco. Il notevole incremento della potenza di calcolo ottenuto mediante l'utilizzo di architetture ibride, permette a Eni di raggiungere molteplici obiettivi strategici: la trasformazione dell'azienda potrà ulteriormente accelerare grazie al miglioramento dei processi relativi alle nuove fonti energetiche, supportando lo sviluppo di energia dal mare, la ricerca sulla fusione a confinamento magnetico, sul clima e sulle tecnologie per l’ambiente. Fotovoltaico, economia circolare, capacità di creare energia dal ‘rifiuti’, capacità di estrarre energia dal mare, sono solo alcuni dei fronti più innovativi e sfidanti su cui l’azienda è impegnata e che trovano nel Green Data Center un’infrastruttura unica di supercalcolo in ambito industriale, in grado di potenziare e perfezionare i più complessi processi aziendali a supporto delle attività delle persone Eni, accelerando il processo di digitalizzazione e trasformazione aziendale.  
Emma Marcegaglia, Presidente di Eni
Green data center: il supercalcolo passa da qui. Ecco il nuovo HPC5
Come struttura di eccellenza energetica di Eni, il Green Data Center ospita tutti sistemi informatici centrali aziendali sia per le elaborazioni gestionali sia per il supercalcolo scientifico: in totale oltre 10.000 sistemi, con più di 300.000 CPU core, tra i primi in Europa per tipologia e dimensione, sviluppato con l’obiettivo di realizzare un complesso di avanguardia tecnologica, una delle infrastrutture più innovative per il risparmio energetico a livello mondiale. Sviluppato all’interno di un’area di circa 100.000 mq per una superficie lorda di quasi 45.000 mq, oggi ospita il nuovo supercalcolatore HPC5 senza necessitare di modifiche strutturali.


La storia del supercalcolo in Eni è partita nel 2013 con il primo supercomputer HPC1 (650 nodi e una potenza di calcolo di mezzo PetaFlop/s - milioni di miliardi di operazioni matematiche svolte in un secondo) a cui nel 2014 si è affiancato l’HPC2 (1500 nodi per una potenza di calcolo di oltre 3 PetaFlop/s), proseguendo nel 2017 con l’HPC3 (che ha sostituito l’HPC1 arrivando a 750 nodi e quasi a 7 PetaFlop/s) e nel 2018 con l’HPC4 (1500 nodi potenza di calcolo 18 PetaFlop/s).

Il nuovo supercomputer HPC5 affianca il sistema precedente (HPC4) triplicandone la potenza di calcolo da 18 a 52 PetaFlop/s (in quanto beneficia dei miglioramenti della tecnologia del silicio), permettendo all'ecosistema di supercalcolo Eni di raggiungere una potenza di picco totale pari a 70 PetaFlop/s. “Una potente infrastruttura di supercalcolo dedicata al supporto di attività industriali che porta l'azienda a superare un altro traguardo nel processo di digitalizzazione. Prima in assoluto nel suo genere nell’industria dell’oil & gas”, rimarca Descalzi.
Il supercomputer in questione poggia su un’architettura parallela ‘targata’ Dell Technologies, concepita con la stessa filosofia delle precedenti, basate su tecnologia cluster ibrida (CPU, Central Processing Unit + GPU, Graphics Processing Unit). Il supercomputer è costituito da 1820 nodi Dell EMC PowerEdge C4140, ognuno dotato di 2 processori Intel Gold 6252 a 24 core e 4 acceleratori NVIDIA V100 GPU. I nodi sono connessi tra di loro attraverso una rete ad altissime prestazioni InfiniBand Mellanox HDR 200 Gbit/s secondo una topologia full-non-blocking che garantisce un’interconnessione efficiente e diretta di ciascun nodo. Il sistema HPC5 è affiancato da un sistema di storage di 15 PetaBytes ad alte prestazioni (200 GByte/s di banda aggregata in lettura/scrittura). 
Claudio Descalzi, Amministratore Delegato di Eni
Innovazione per l’energia
HPC5 supporta un modello di programmazione ibrido che consente a Eni di processare le immagini sismiche in modo più rapido e facendo leva su algoritmi molto più sofisticati. Sfruttando la piattaforma GPU Computing di Nvidia, Eni è in grado di accelerare i workload sismici e di sviluppare nuovi approcci basati sull'Intelligenza Artificiale per la scoperta e l'elaborazione dell'energia. HPC5 permette l’utilizzo dei Big Data generati in fase di operation da tutti gli asset produttivi, e consente di imprimere un’ulteriore accelerazione nella ricerca e sviluppo di fonti energetiche non fossili, oltre a supportare tutte le fasi di esplorazione, sviluppo e monitoraggio dei giacimenti. In linea con il continuo impegno per la sostenibilità.
HPC5 è stato sviluppato in modo da ottenere il massimo livello di efficienza energetica sfruttando l’energia prodotta dal campo fotovoltaico installato presso il Green Data Center, così da ridurre le emissioni e i costi operativi. “Gli investimenti dedicati al potenziamento delle infrastrutture di supercalcolo e lo sviluppo di tecnologie proprietarie sono un pilastro fondamentale del processo di trasformazione digitale della società. La disponibilità di grandi potenze di calcolo e sofisticati algoritmi proprietari ci permettono di primeggiare nell’attuale scenario del settore energetico e di proiettarci al futuro. Un futuro che stiamo delineando con i numerosi progetti avviati nell’ambito delle energie alternative e con l’importante piano di investimenti di Eni in Ricerca e Sviluppo. Con HPC5 stiamo percorrendo la strada dell’utilizzo di supercalcolatori di classe exascale nel mondo dell’energia, sistemi che rivoluzioneranno i processi nel futuro dell’azienda”, afferma Descalzi.
Michael Dell, Ceo di Dell TechnologiesA sottolineare il valore della partnership di Dell Technologies con Eni anche un messaggio in video del Ceo Michael Dell e la dichiarazione di Adrian McDonald, Presidente di Dell Technologies Emea: ”Siamo particolarmente orgogliosi della partnership ultradecennale con un gruppo come Eni, realtà italiana considerata una vera e propria eccellenza a livello internazionale e che fa dell’innovazione e della sostenibilità aspetti chiave della propria strategia”, ha dichiarato Adrian McDonald, Presidente di Dell Technologies EMEA. “La mission di Eni in tema di sostenibilità è ben allineata alla vision di Dell Technologies, dove la tecnologia rappresenta un mezzo a beneficio delle persone. Questo è uno degli aspetti per i quali siamo fieri di essere partner tecnologico di Eni all’interno del progetto legato al supercomputer HPC5. La collaborazione tra le aziende permette di raggiungere traguardi sempre più ambiziosi in materia ambientale”.   

E un plauso all’iniziativa arriva anche dal Ministro dello Sviluppo Economico Stefano Pattuanelli, per cui Eni rappresenta un’eccellenza italiana in grado di portare il valore del nostro Paese nel mondo in un settore chiave come quello dell’energia,facendo leva su strumenti tecnologici dalla forte carica innovativa: “Oggi i supercomputer sono utilizzati in numerosi ambiti con successo, tra cui l’oil&gas. I  numerosi campi di applicazione dimostrano come questi siano strumenti indispensabili per essere competitivi – afferma. E in un percorso evolutivo che traguarda la frontiera 2030 per spingersi fino al 2050 in cui decarbonizzazione, efficienza e sicurezza energetica, fonti rinnovabili, mercato unico dell’energia, innovazione e competitività rappresentano gli strumenti per “rendere l’Europa il primo continente al mondo che punta alla piena sostenibilità”. Una grande sfida in cui occorre una stretta collaborazione tra pubblico e privato: “Serve coniugare e sfruttare le diverse competenze per raggiungere gli ambiziosi target del futuro e lavorare per creare un ecosistema favorevole di scambio tra ricerca, creazione di conoscenza e la sua applicazione nell’innovazione di prodotti e servizi”. Conclude il Ministro: “Eni è riuscita a creare un network conoscenza di oltre 70 istituiti tra università e centri di ricerca di cui oltre la metà in Italia – un circolo virtuoso da replicare, rete capillare che rappresenta il vero valore aggiunto per generare una crescita diffusa sul territorio.” 
Sul palco all'inaugurazione dell'HPC5 di Eni: Fabio Trincardi (CRN), Giuliana Mattiazzo (Politecnico di Torino), Claudio Descalzi, Ad di Eni, Biondo Biondi (Standford University), Dennis G.Whyte (MIT)
HPC5 per l’energia di domani
Da HPC5 passano quindi il presente e il futuro dell’energia: oltre a supportare ulteriormente la ricerca e lo sviluppo di tecnologie per lo sfruttamento dell’energia del Sole e del mare e quella sulla fusione a confinamento magnetico, la potenza di calcolo disponibile col nuovo HPC5 sarà infatti utilizzata anche per progetti di studio del clima, continuando i numerosi progetti di collaborazione e ricerca in cui Eni è partner, sia a livello nazionale sia internazionale.
In queto senso, in collaborazione con il Politecnico di Torino, Eni ha sviluppato il potenziale energetico del mare. Le attività dell’infrastruttura informatica di Eni sono state un impulso per lo sviluppo di ISWEC, Inertial sea wave energy converter, e del PowerBuoy, per lo sfruttamento dell’energia da moto ondoso. Attraverso modelli matematici avanzati, la potenza di calcolo del Green Data Center consente di combinare informazioni sulle condizioni meteo-marine con quelle sul comportamento della Culla dell’Energia, e di disegnare diversi i modelli in funzione delle specifiche condizioni locali.
Lo scorso ottobre inoltre Eni, CDP, Fincantieri e Terna, hanno stabilito una collaborazione per realizzare impianti di produzione di energia da moto ondoso su scala industriale. Grazie a HPC5, Eni e il Politecnico di Torino approfondiranno le ricerche sul ruolo che la potenza di calcolo ha nella rapida applicazione industriale di energie rinnovabili da moto ondoso.


Nell’ambito della ricerca l’utilizzo di HPC5 riguarda fusione magnetica, solare, clima e ambiente. La sua potenza di calcolo infatti permette a Eni di apportare un valore aggiunto alle numerose attività di ricerca svolte in sinergia con alcune delle realtà d’eccellenza con cui collabora: dal MIT di Boston ai Politecnici di Torino e Milano, dai CNR alle Università di Bologna, Pavia e Napoli, dall’ENEA al Centro Ricerche Eni per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente, passando per la Stanford University.
Risale al gennaio scorso il progetto, in alleanza con ENEA, per la realizzazione di un polo scientifico-tecnologico sulla fusione DTT (Divertor Tokamak Test), che verrà realizzato nel Centro Ricerche ENEA di Frascati (Roma). Dal 2018, invece, l’avanzamento tecnologico dell’energia da fusione a confinamento magnetico è uno degli obiettivi principali della collaborazione tra Eni e MIT, in vista del suo ruolo primario nella decarbonizzazione dei sistemi energetici globali.

Oltre a promuovere la ricerca sulla fusione a confinamento magnetico attraverso il MIT Laboratory For Innovations in Fusion Technologies, Eni continuerà a far parte del Low-Carbon Energy Center della MIT energy initiative per la ricerca e lo sviluppo di tecnologie per la cattura, il confinamento e l’utilizzo della CO2, l'energia solare nonché lo stoccaggio dell’energia. Eni e MIT collaborano Inoltre, sul solare avanzato dal 2008. Il progetto sul fotovoltaico organico avanzato di Eni, OPV, viene seguito nel Centro Ricerche Eni per le Energie Rinnovabili e l'Ambiente di Novara, ma si avvale anche del supporto del Technical Research Center of Finland (VTT) di Oulu con il quale si sviluppano processi di stampa a rotocalco su substrato flessibile per la realizzazione dei moduli fotovoltaici organici. Parte della potenza di calcolo disponibile col nuovo HPC5 sarà dedicata a progetti di studio su clima e ambiente. Da leggersi in questo senso la firma lo scorso marzo di un Joint Research Agreement tra Eni e CNR, con l’istituzione di quattro centri di ricerca congiunti nel Mezzogiorno su quattro ambiti principali: a Lecce si studiano i cambiamenti climatici e la criosfera nell’Artico, a Gela la fusione a confinamento magnetico. In Basilicata l’accento è sull’ottimizzazione del ciclo dell’acqua nell’agricoltura e in zone aride, mentre a Portici si approfondisce la sostenibilità e la decarbonizzazione nell’agricoltura, in un’ottica di economia circolare.