Se l'High Performance Computing è ormai uscito dalla nicchia dei progetti ricerca per trovare sempre più spazio anche nelle imprese, questo non vuol dire che si sia banalizzato. Semmai il contrario, per cui le aziende che sviluppano prodotti e soluzioni HPC devono avere le spalle tecnologicamente larghe. È il caso di E4 Computer Engineering, che il suo percorso HPC lo ha sviluppato in un ventennio circa di sviluppo e scouting di nuove tecnologie.

"È nel 2005 - racconta Cosimo Gianfreda, CEO e co-fondatore di E4 - che abbiamo deciso di affrontare in maniera specifica il mondo HPC, che allora era predominio di poche aziende in tutto il mondo". La società di Scandiano decide subito di muoversi in varie direzioni tecnologiche complementari. Da un lato sviluppa competenze in quello che oggi identifichiamo come supercomputing classico: i sistemi multi-CPU a scalabilità verticale, ambito in cui definisce partnership con nomi come Silicon Graphics e Cray.

Dall'altro lato, E4 costruisce sulle competenze maturate in precedenza nello sviluppo di server convenzionali, quindi nelle soluzioni a scalabilità orizzontale. Lo scouting di nuove tecnologie, l'attenzione alla componente dei consumi energetici, gli skill legati alla parte connettività e il lavoro sulle componenti software sviluppate in proprio le permettono di realizzare sistemi in cluster che vengono recepiti subito dal mercato.

Così inizia tra l'altro l'esperienza di E4 nel campo dei progetti europei di HPC. L'azienda italiana fornisce regolarmente, ad esempio, sistemi al CERN di Ginevra. "Questa è per noi una storia di particolare prestigio - spiega Gianfreda - perché per continuare a collaborare con il CERN bisogna garantire elevati livelli di eccellenza. Fornire le macchine giuste per le gare del CERN significa saper risolvere particolari complessità, con un importante lavoro di analisi e test delle soluzioni".

Avere i propri sistemi a fare da dorsale IT per i progetti del CERN è un elemento di distinzione molto importante per un'azienda tecnologica. Un risconoscimento indiretto del proprio valore tecnico, ma E4 può far valere anche un riconoscimento molto più diretto: il premio che il CERN le ha assegnato nel 2012 - unica azienda IT a riceverlo - per il contributo dato agli esperimenti del progetto LHC. Quello del Bosone di Higgs, per intenderci.

Altri progetti significativi di E4 riguardano più direttamente l'Italia. Come il cluster Davide (Development of an Added Value Infrastructure Designed in Europe) realizzato per il Cineca, basato su OpenPower e GPU Nvidia: un sistema da "soli" 45 nodi che è riuscito a entrare nelle classifiche Top500 e Green500 del 2017. O come Monte Cimone, un cluster Risc-V progettato insieme al Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi” dell’Università di Bologna. O, ancora, il sistema Franklin da 256 GPU realizzato per l'Istituto Italiano di Tecnologia: interamente disegnato e fornito da E4, è una soluzione completa "chiavi in mano" per il supercalcolo ma anche per diversi altri tipi di workload.

Quando non realizza sistemi di HPC in proprio, E4 fornisce servizi di manutenzione, assistenza tecnica e presidio per conto di altri grandi nomi del supercomputing. È ad esempio molto attiva nella "data valley" del Tecnopolo di Bologna. Qui è partner tecnologico di Atos per il Centro Meteo Europeo ECMWF e del Cineca per il supercomputer Leonardo.

Competenze trasversali

Dal supercomputing al mondo HPC passando ora, ovviamente, per l'AI: E4 sta sviluppando competenze trasversali tali da muoversi in un campo sensibilmente largo. Anche per quanto riguarda le piattaforme, dato che la società ha chiuso progetti importanti in ambito OpenPower, Risc-V e ARM. Su ARM in particolare E4 ha puntato da tempo, anche quando l'idea di una affermazione di ARM nei data center sembrava un'eresia. Ora invece, racconta Gianfreda, E4 ha attivo "un buon numero di progetti europei e di clienti su ARM, grazie al fatto che abbiamo le competenze per preparare sistemi in modo ottimizzato e con performance adeguate già allo stadio prototipale".

Tutte queste esperienze trasversali mettono E4 in grado di affrontare le varie tendenze di sviluppo tecnologico in campo HPC. "Oggi - spiega Gianfreda - la tendenza è quella di sviluppare sistemi multi-nodo particolarmente densi. In alcuni progetti europei stiamo andando verso architetture ancora più dense, che per certi versi rimandano al modello del supercomputing". Anche se, con le prossime generazioni di processori e acceleratori, potremo avere anche sistemi che, al contrario, saranno meno densi per questioni di efficienza energetica e dissipazione termica.

In queste evoluzioni E4 è parte in causa anche perché è una delle aziende selezionate per la European Processor Initiative (EPI), il programma UE per lo sviluppo di un processore tutto europeo da HPC. Il lavoro per arrivare a Rhea - questo il nome della prima generazione del processore - è lungo, E4 sta dando un importante contributo occupandosi dello sviluppo delle prime "lame" che ospitano i Test Chip. Un lavoro che avrà importanti ricadute anche fuori dal progetto in sé, portando allo sviluppo molte nuove soluzioni.

Un mercato in crescita

L'associazione mentale tra HPC e il mercato delle grandi enterprise, specialmente in comparti-guida come quello energetico o quello farmaceutico. Ma come si sta muovendo il mercato più in generale, in particolare in Italia? "Rispetto a qualche tempo fa - commenta Gianfreda - nelle imprese troviamo molta più competenza e più disponibilità a valutare le possibili applicazioni delle soluzioni HPC. Certo dipende dai settori di mercato: in quello più tradizionale del manufacturing, ad esempio, le idee sono meno chiare e gli applicativi di riferimento non sono ancora pronti a essere ottimizzati in logica HPC. In altri ambiti, come il Pharma, abbiamo già esperienze concrete in tal senso".

Se non pensano all'HPC in senso stretto, molte aziende sono però interessate all'Intelligenza Artificiale. E l'AI può in effetti essere una scorciatoia per portare l'High Performance Computing nelle imprese. "L'AI è un elemento di discussione più immediato - conferma Gianfreda - e dal nostro punto di vista è anche più semplice. Possiamo proporre soluzioni per l'AI non molto complesse ma comunque performanti e mirate, che ci permettono di entrare in aziende dove non potremmo con il solo HPC. Premesso questo, in generale ci si confronta con il cliente e si capisce se la soluzione che cerca è propriamente di AI o di HPC. In base a questo si capisce in che direzione sia meglio muoversi".

Resta sullo sfondo, per i potenziali utenti delle soluzioni HPC ma non solo per quelli, il problema delle competenze tecniche. "Le competenze mancano, per tutti - sottolinea Gianfreda - e il fenomeno sarà ancora più marcato quando si diffonderanno davvero sul mercato le prime soluzioni di quantum computing". Per trovare i talenti che servono, E4 si muove su più fronti: facendo crescere le risorse interne, partecipando allo sviluppo del Master europeo EUMaster4HPC, ospitando stage e dottorati. E anche attraendo personale dall'estero, grazie magari allo smart working: "Siamo fortemente innovativi - rimarca Gianfreda - e questa innovazione attrae talenti... Non è magari sufficiente per colmare del tutto lo skill gap, ma certamente aiuta".