L’Europa entra nell’era exascale con il supercomputer JUPITER

L’Europa è ufficialmente entrata nell’era exascale con l’avvio di JUPITER, il primo supercomputer del continente capace di superare un miliardo di miliardi di operazioni al secondo. Il sistema è operativo ed è stato presentato in una cerimonia con rappresentanti europei e tedeschi: un traguardo per la scienza, l’industria e la sovranità digitale della regione.

Cosa significa “exascale”, in parole semplici

La velocità di un computer si misura dal numero di operazioni aritmetiche che può eseguire ogni secondo. Exascale significa almeno 10¹⁸ operazioni al secondo. Se il numero sembra astratto, pensatelo così: un sistema exascale compie in un secondo ciò che a un portatile molto potente richiederebbe molti anni. Gli Stati Uniti hanno varcato per primi questa soglia nel 2022 con il supercomputer Frontier; JUPITER porta per la prima volta questo livello di capacità in Europa e mette ricercatori e aziende del continente nella fascia più alta della potenza di calcolo mondiale.

La macchina: come JUPITER raggiunge l’exascale

JUPITER unisce diverse tecnologie d’avanguardia per arrivare alle prestazioni exascale mantenendo, al tempo stesso, un’efficienza energetica insolitamente elevata per la sua categoria:

• Piattaforma di processori. Il sistema utilizza i Superchip NVIDIA Grace Hopper (GH200), che combinano CPU e GPU nello stesso modulo per accelerare sia le simulazioni scientifiche tradizionali sia i carichi di lavoro di intelligenza artificiale.
• Architettura di sistema. Costruito su armadi BullSequana XH3000 di Eviden con raffreddamento a liquido diretto ad acqua tiepida, JUPITER è progettato per una densità di calcolo estrema e un’evacuazione del calore altamente efficiente.
• Scala e interconnessione. Circa 24.000 Superchip GH200 sono collegati tramite NVIDIA Quantum-2 InfiniBand con circa 51.000 collegamenti ad alta velocità, così da movimentare i dati a ritmi eccezionali e mantenere tutti i processori pienamente impegnati.
• Storage e data center. Il sistema integra quasi un exabyte di archiviazione ed è ospitato in un complesso modulare di circa 50 unità prefabbricate, una soluzione che ha accelerato il dispiegamento e semplificherà gli ampliamenti futuri.

Nel calcolo scientifico a doppia precisione (FP64), JUPITER esegue circa un miliardo di miliardi di operazioni al secondo. Per i carichi di IA che impiegano precisioni numeriche inferiori, si prevede che raggiunga fino a circa 90 “exaflops di IA” di picco teorico, risultando anche uno dei supercomputer per intelligenza artificiale più potenti al mondo.

Chi l’ha costruito — e perché conta anche politicamente

JUPITER è un progetto EuroHPC, finanziato e realizzato da una coalizione che comprende la Joint Undertaking europea per il calcolo ad alte prestazioni (EuroHPC JU), il governo federale tedesco, il Land del Nord Reno-Vestfalia e un consorzio industriale guidato da Eviden (Atos) e ParTec, con NVIDIA come piattaforma di calcolo accelerato. Il risultato è il primo sistema exascale d’Europa e, dal suo lancio, il più veloce del continente e tra i più rapidi al mondo. Oltre al prestigio, rafforza la sovranità tecnologica europea offrendo a ricercatori e imprese capacità di calcolo d’eccellenza sul suolo europeo, senza dipendenze strutturali da infrastrutture esterne.

Sul piano politico, la posta in gioco è alta. L’HPC (High-Performance Computing) sostiene progressi in intelligenza artificiale, sicurezza, politiche climatiche, automotive, farmaceutica e molto altro. I Paesi con capacità exascale possono iterare più velocemente, mantenere i dati sensibili sotto la propria giurisdizione e costruire ecosistemi di talenti e imprese attorno ai loro centri di calcolo. L’entrata in servizio di JUPITER segnala un’ambizione chiara: fare dell’Europa un produttore — e non solo un consumatore — di calcolo allo stato dell’arte.

A cosa servirà JUPITER

Il supercomputer è già destinato a un ampio ventaglio di progetti scientifici e industriali:

• Clima e meteorologia. Gruppi come quello del Max-Planck-Institut für Meteorologie eseguono simulazioni climatiche a risoluzione chilometrica, in grado di rappresentare con maggiore fedeltà temporali violenti, piogge intense e altri eventi estremi. Questo salto di risoluzione, prima irrealistico, può tradursi in previsioni più affidabili e in elementi più solidi per le politiche pubbliche.
• Energia e materiali. Le simulazioni exascale accelerano la progettazione di batterie di nuova generazione, catalizzatori, semiconduttori e sistemi per le energie rinnovabili, consentendo di testare le idee in ambiente virtuale prima di costruire un prototipo. Si accorciano così i cicli di R&S e si riducono i costi della scoperta.
• Intelligenza artificiale. JUPITER è anche il supercomputer di IA più avanzato d’Europa, pensato per addestrare grandi modelli linguistici (LLM) in più lingue europee e per abilitare modelli fondamentali per immagini, video e dati multimodali. Mantenere l’addestramento su infrastrutture europee facilita la conformità ai quadri normativi locali su protezione dei dati e sovranità digitale.
• Medicina e neuroscienze. Simulatori neuronali ad alta fedeltà modelleranno l’attività cerebrale fino al livello subcellulare, con ricadute su patologie come Alzheimer ed epilessia. Le campagne di dinamica molecolare affronteranno enormi complessi biomolecolari, avvicinando l’obiettivo di gemelli digitali di organi per testare farmaci e terapie in silico.
• R&S nel calcolo quantistico. Grazie a memoria e banda passante imponenti, JUPITER è destinato a stabilire record nella simulazione di circuiti quantistici, spingendo più in là il limite dei qubit simulabili. In questo modo si potranno validare algoritmi e architetture hardware prima che i dispositivi fisici raggiungano tali scala e complessità.

Efficienza energetica: grande potenza, impronta contenuta

I supercomputer possono assorbire decine di megawatt: l’efficienza non è un dettaglio, è centrale. JUPITER è stato concepito per massimizzare il rapporto prestazioni-per-watt.

• Il raffreddamento diretto ad acqua tiepida sottrae calore a CPU e GPU molto più efficacemente dell’aria. Poiché l’acqua lascia i rack a temperatura utile, quell’energia può essere recuperata.
• Il campus prevede la riutilizzazione del calore di scarto per riscaldare edifici vicini, trasformando un sottoprodotto in una risorsa e riducendo l’impronta complessiva dell’impianto.
• Conta anche l’efficienza del silicio: l’architettura Grace Hopper è ottimizzata per ottenere alte prestazioni per watt sia in simulazione sia in IA, così da produrre più risultati a parità di energia.
• Prima del dispiegamento completo, un rack pilota basato sulla stessa tecnologia ha guidato la classifica Green500 dell’efficienza; il sistema finale è considerato il più efficiente tra i cinque supercomputer più veloci al mondo. Unire velocità di vertice ed efficienza record è raro — e decisivo — mentre cresce il consumo elettrico dei data center.

Nel complesso, il progetto risponde direttamente alle preoccupazioni ambientali: sì, l’exascale è potentissima, ma non è sinonimo di spreco.

Perché è cruciale per l’economia europea

I decisori pubblici e il settore privato vedono in JUPITER una piattaforma scientifica ed economica. Con l’IA e la simulazione avanzata ormai vitali in settori che vanno dalla biotecnologia e dall’automotive alla finanza e all’energia, disporre di capacità exascale in Europa è una leva competitiva concreta:

• Abbassa le barriere per start-up e PMI europee, permettendo di addestrare modelli di IA allo stato dell’arte ed eseguire simulazioni su vasta scala senza esportare dati né dipendere da fornitori extra-UE.
• Il concetto di JUPITER AI Factory mira a un accesso in stile “cloud”, fondamentale per le aziende che necessitano di picchi di calcolo enormi senza possedere un proprio supercomputer.
• Allineando missioni scientifiche di interesse pubblico con l’accesso industriale, l’Europa può accelerare il trasferimento dei risultati dell’HPC in prodotti: materiali più sicuri, veicoli più leggeri, sistemi energetici più puliti e progressi medici tangibili.

C’è anche un tema di talenti. Infrastrutture come JUPITER attraggono e trattengono ingegneri, matematici, chimici e informatici; creano percorsi formativi con le università, finanziano dottorati su problemi reali e radicano cluster regionali d’innovazione. Con il tempo si innesca un circolo virtuoso: strumenti migliori attirano professionisti migliori; professionisti migliori costruiscono strumenti migliori.

Come si è fatto così in fretta

Il rapido dispiegamento è stato reso possibile da un approccio modulare al data center: unità prefabbricate ad alta tecnologia assemblate come mattoni per comporre l’infrastruttura completa. Questo ha ridotto i tempi di cantiere, limitato gli impatti sul sito e faciliterà le espansioni man mano che evolvono le generazioni di chip. Il sito integra distribuzione elettrica, rete e raffreddamento a liquido in un layout che privilegia manutenibilità e alta disponibilità. È un modello che l’Europa può riutilizzare per la prossima ondata di macchine, con più coerenza e minori rischi progettuali.

Accesso, governance e gestione dei dati

Un supercomputer di questa scala pone interrogativi su chi può usarlo e a quali condizioni. La roadmap di JUPITER prevede un mix di carichi accademici, di interesse pubblico e industriali, assegnati tramite bandi valutati tra pari, iniziative strategiche e canali commerciali. Serve una governance chiara: politiche di allocazione trasparenti; forte tutela di privacy e sicurezza per i dataset sensibili; rispetto dei principi europei in tema di protezione dei dati, sicurezza e responsabilità nell’IA. Con questi guardrail, JUPITER può ampliare l’accesso senza compromettere la fiducia.

Sfide da tenere d’occhio

Nonostante un avvio riuscito, restano alcune sfide:

• Prontezza del software. Le massime prestazioni richiedono codici ottimizzati per GPU, memoria ad alta banda e interconnessioni complesse. Molte applicazioni scientifiche necessitano ancora di una profonda modernizzazione.
• Schedulazione equa. Bilanciare i grandi progetti (ad esempio, simulazioni climatiche a scala continentale) con proposte più piccole ma promettenti di team emergenti o start-up impone politiche attente e comunicazione chiara.
• Ciclo di vita e aggiornamenti. L’hardware exascale evolve rapidamente. Pianificare upgrade incrementali, logistica dei ricambi e compatibilità con i futuri processori manterrà il sistema competitivo.
• Mercati energetici. Pur molto efficiente, JUPITER richiede potenze significative. Contratti di lungo termine per energia verde e investimenti continui nel recupero di calore aiuteranno a contenere costi ed emissioni.

Una nuova alba per il supercalcolo europeo

JUPITER non è soltanto un computer più grande: è una piattaforma di scoperta e competitività. Per la comunità scientifica, sblocca simulazioni a maggiore risoluzione e su orizzonti temporali più lunghi che mai — dai modelli climatici capaci di risolvere i temporali ai sistemi molecolari prossimi alla complessità della vita. Per l’industria, abilita cicli di prodotto più rapidi, progettazioni più sicure e IA più capace, addestrata con lingue e dati europei. Per i decisori pubblici, dimostra che la cooperazione paneuropea può consegnare, puntuale ed efficiente, infrastrutture al confine di ciò che è tecnicamente possibile.

La corsa all’exascale non è finita; le macchine diventeranno più veloci, specializzate ed efficienti. Ma con JUPITER acceso e già al lavoro, l’Europa ha compiuto un passo decisivo: da consumatore a protagonista della computazione più avanzata al mondo.