Scienza, Nobel e supercomputer paralleli

[FogOnLine]

Inutile negarlo, il Nobel a Parisi per gli studi sui modelli di sistemi complessi mi riempie di gioia e i motivi sono tanti.

Un riconoscimento alla scienza, che, soprattutto nel campo della fisica, è sempre stata un vanto malgrado gli scarsi fondi dedicati.

Un riconoscimento a Giorgio Parisi che, oltre che mente veramente geniale, è stato un insegnante che augurerei a tutti, sia dal punto di vista delle competenze, sia per la capacità di essere completamente multidisciplinare.

E, infine, perché mi piace ricordare i risultati che ha avuto la sua collaborazione con fisici e ingegneri ad un progetto di supercomputer parallelo (APE) lanciato da Nicola Cabibbo, dedicato ai modelli della cromodinamica quantistica, che pochi conoscono e che, tuttavia, è stata un'esperienza irripetibile che ha permesso di superare i limiti che ponevano le potenze di calcolo di allora (all'epoca c'era un Univac 1100/80 condiviso tra dipartimenti e non è che si scialasse tanto).

APE100 - Wikipedia

Per chi fosse interessato alla parte tecnica, anche se oggi fa sorridere, la descrizione del sistema, fatta all'epoca dallo stesso Parisi:

https://chimera.roma1.infn.it/GIORGIO/articoli/calcolatori.html

 

[acmex]

Fà sorridere rileggere oggi quello che allora si pensava essere i limiti dell'ingegneria informatica

Mentre il prezzo di CPU sempre più complicate è crollato clamorosamente in questi ultimi anni, dopo l'introduzione di chips a VLSI (very large scale integration) che possono contenere circa un milione di transistors, rimane estremamente difficile fare CPU molto più veloci di quelle attuali: per esempio la CPU di un personal computer come il Macintosh ha un ciclo (o meglio clock, tempo necessario per eseguire un'istruzione elementare) di 120 miliardesimi di secondo, mentre il nuovissimo Cray 2, il più potente supercalcolatore in commercio (costo circa 40 miliardi), ha un ciclo di 4 miliardesimi di secondo. Diminuire di molto il tempo necessario per effettuare un ciclo è un'impresa molto difficile se si tiene conto che in un miliardesimo di secondo la luce fa un percorso di 30 centimetri ed un segnale elettrico fa un percorso di 10 - 15 centimetri circa.

Non è descritto cosa abbiano usato come CPU per questo array, se dei FPGA o CPU commerciali
comunque interessante

 

[FogOnLine]

Fà sorridere rileggere oggi quello che allora si pensava essere i limiti dell'ingegneria informatica



Non è descritto cosa abbiano usato come CPU per questo array, se dei FPGA o CPU commerciali
comunque interessante

Il progetto APE, da cui deriva APE100 che diventerà il computer con maggiore potenza di calcolo al mondo nel 1991, nasce nel 1983, le FPGA erano ancora sull'orlo della fantascienza.

Le CPU erano commerciali ma, onestamente, non ricordo quali fossero (ero più orientata verso i modelli e gli algoritmi di simulazione della QCD). Dovrei chiedere a quel mio collega con gli occhiali in primo piano sulla dx che compare nella foto di questo bell'articolo, pieno di dettagli tecnici, di MCmicrocomputer del 1991 pag. 203 dell'archivio).

MC Microcomputer 112 (Fix) : Technimedia : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive

Il grosso lavoro è stato di progettazione per una integrazione spinta dei componenti (almeno per allora) e per il linguaggio di programmazione dedicato.

Diciamo che Parisi, descrivendo il progetto, ipotizzava all'epoca che potesse diventare un germe di sviluppo di computer ad elevata potenza di calcolo da parte delle nostre industrie per slegarci, in qualche modo, dalla dipendenza dagli USA.
Posizione lungimirante per l'epoca, direi poco ascoltata.

 

[Sardonicus]

 

[FogOnLine]

Al ritorno da una lunga vacanza ho finalmente ritrovato una connessione fibra, ché navigare in Edge non è il massimo , e ho ripreso i consueti contatti, tra cui quel collega che si è a lungo occupato di APE100.

Mi riferisce che il sistema APE (il precursore di APE100) utilizzava effettivamente chip commerciali. Neanche lui ricordava quali, d'altronde il tempo passa...

Per APE100, invece, fu tutto fatto "in casa".

 

[salsipuede]

"strutturata secondo una topologia ipercubica contava 2048 CPU"

alla fine degli anni '90 ho trafficato con una macchina massicciamente parallela la cui architettura prevedeva questi "ipercubi" con 2ⁿ processori. Oltre che costare un botto, il costo aumentava ovviamente in maniera pressoché esponenziale... Con n=1024 ce l'avevano i Sandia Laboratories, in teoria poteva arrivare a 4096. Inizialmente usavano CPU custom, ma poi erano passati ai processori Intel. A ripensarci, queste macchine erano soluzioni alla ricerca di un problema... Fra i potenziali mercati si intravedeva quello dei video-server... Al tempo, in giro per il mondo c'erano vari progetti pilota per quello che si chiamava VOD (Video on Demand). In Italia uno di queste macchine (con n=256) era stata installata a Roma nel centro che Stream aveva realizzato sulla via Salaria, poi sarà finito in Sky. Ai set-top-box sopra i televisori si arrivava con linee ADSL ben selezionate, e Internet non c'entrava niente...

 

[FogOnLine]

"strutturata secondo una topologia ipercubica contava 2048 CPU"

alla fine degli anni '90 ho trafficato con una macchina massicciamente parallela la cui architettura prevedeva questi "ipercubi" con 2ⁿ processori. Oltre che costare un botto, il costo aumentava ovviamente in maniera pressoché esponenziale... Con n=1024 ce l'avevano i Sandia Laboratories, in teoria poteva arrivare a 4096. Inizialmente usavano CPU custom, ma poi erano passati ai processori Intel. A ripensarci, queste macchine erano soluzioni alla ricerca di un problema...[...]

Probabilmente hai ragione, ma bisogna tenere conto che all'epoca il bisogno di calcolo parallelo veloce era spinto da realtà specialistiche e su problemi molti specifici, dalla fluidodinamica alla QCD su reticolo e, successivamente, all'elaborazione di immagini. In questo senso, non mi stupisce che i Sandia Laboratories ne avessero uno.

Diciamo che, all'epoca, non si immaginava l'enorme sviluppo di FPGA e GPU e, forse, si sottostimava l'importanza della legge di Amdahl e la difficoltà intrinseca di parallelizzare efficacemente gli algoritmi.

[...] Fra i potenziali mercati si intravedeva quello dei video-server... Al tempo, in giro per il mondo c'erano vari progetti pilota per quello che si chiamava VOD (Video on Demand). In Italia uno di queste macchine (con n=256) era stata installata a Roma nel centro che Stream aveva realizzato sulla via Salaria, poi sarà finito in Sky. Ai set-top-box sopra i televisori si arrivava con linee ADSL ben selezionate, e Internet non c'entrava niente...

Questa proprio non la sapevo.

 

[XRegio-VetH]

Congrats @FogOnLine per il tuo CV

Se avessi potuto giocherellare con una di quelle bestie ipercubiche, la mia tesi in termofluidodinamica l'avrei finita in 1 settimana

All'epoca lanciavo le simulazioni che duravano qualche giorno . Adesso credo che l'output sia in quasi tempo reale ...

 

[FogOnLine]

Congrats @FogOnLine per il tuo CV

Se avessi potuto giocherellare con una di quelle bestie ipercubiche, la mia tesi in termofluidodinamica l'avrei finita in 1 settimana

All'epoca lanciavo le simulazioni che duravano qualche giorno . Adesso credo che l'output sia in quasi tempo reale ...

Fluidodinamica
Mi sono sempre chiesta sempre come si facesse prima dell'avvento di capacità di calcolo sostanziose , probabilmente la risposta è...tanta pazienza.

Però, giocherellare, hai detto bene, ma solo quello.

Purtroppo, la mia tesi l'ho fatta su macchine molto meno performanti tanto che ho schiumato sangue due anni su un Montecarlo.
Oggi ci avrei messo qualche mese , anche se a dire la verità è stata anche colpa degli eventi sperimentali che arrivavano col contagocce dagli acceleratori.

 

[XRegio-VetH]

Fluidodinamica
Mi sono sempre chiesta sempre come si facesse prima dell'avvento di capacità di calcolo sostanziose , probabilmente la risposta è...tanta pazienza.

Si riconduceva il tutto a un modello semplificato e poi via di soluzioni numeriche. Il modello era tanto semplificato quanto era possibile fare il calcolo numerico ( ).

Cmq sì, tanta pazienza ci voleva.

 

[Winsconsin]

complimenti davvero ai vostri studi
e piccola invidia per gli insegnanti che avete avuto

 

[Tom&Slim]

Da semplice appassionato, ringrazio per le interessanti letture offerte e l'affascinante argomento.
Al tempo ero un ragazzino che bazzicava la biblioteca del paese sbavando su libri ed enciclopedie che illustravano i supercomputer dell'epoca...
Sempre interessante la lettura di una rivista consumer d'annata che affrontava argomenti in un modo che nell'epoca attuale ci sogniamo: non c'entra niente, ma mi sono letto con interesse anche l'articolo sui numeri primi del buon Giustozzi!