«Quello che Alps fa in un giorno un PC lo farebbe in 40 mila anni»

L’annuncio è stato fatto nel 2021. Dopo tre anni di lavori, il supercomputer Alps è pronto a entrare in funzione al Centro svizzero di calcolo scientifico. In occasione dell’inaugurazione di questa pietra angolare per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale svizzera, Maria Grazia Giuffreda, direttrice associata del Centro, ci svela i segreti e le potenzialità di questa gigantesca macchina.

Partiamo da alcuni dati tecnici: può descrivere le capacità di Alps in termini di efficienza e velocità di calcolo rispetto al suo predecessore Piz Daint? Sotto quale aspetto, in particolare, è diverso?
«Alps è basato su un supercomputer Cray EX di Hewlett Packard Enterprise (HPE) ed è dotato di 10.752 superchip NVIDIA Grace Hopper. È costituito da 33 armadi, che coprono una superficie totale di circa 116 metri quadrati nella sala macchine. La sua potenza di calcolo misurata a giugno con solo il 60 percento dell’intero sistema era di 270 Petaflops, a macchina completa ci si aspetta che la potenza di calcolo sia intorno al mezzo exaflop. Ciò significa che Alps sarà in grado di fare miliardi di miliardi di operazioni a virgola mobile al secondo. Il numero preciso arriverà a novembre, quando sarà annunciato alla conferenza Supercomputing negli Stati Uniti. Per capire che cosa significa questa potenza, Piz Daint, il sistema che spegneremo presto, ha una potenza massima di 27 petaflops. Alps è quindi all’incirca 20 volte più potente di Piz Daint. Se vogliamo un ulteriore paragone, quello che Alps calcola in un giorno un comune laptop impiegherebbe circa 40 mila anni. Inoltre, la sua architettura è completamente nuova: il superchip contiene due componenti estremamente potenti, i processori ARM (Grace) e le schede grafiche NVIDIA (Hopper). Ha molta più memoria. Adesso che abbiamo finalmente i consumi energetici, nonostante la potenza di calcolo notevolmente superiore rispetto al suo predecessore, Alps consuma solo 5.2 MW»

Che cosa rappresenta Alps per il settore dei supercomputer svizzeri? E dove si situa nel confronto europeo?
«Alps è sicuramente il sistema più potente che avremo a disposizione della ricerca scientifica in Svizzera. Ancora una volta parliamo di un sistema molto innovativo, che servirà bisogni e clienti diversi. Grazie ad un approccio di tipo cloud ci permetterà di creare macchine virtuali e flessibili per usi diversi. A livello europeo ma anche internazionale, Alps porrà la Svizzera nella condizione di poter essere fra i leader nello sviluppo della digitalizzazione e dell’intelligenza artificiale affidabile».

E per il CSCS, invece, che cosa rappresenta?
«Questo supercomputer è una nuova sfida per il CSCS. Alps, infatti, non è solo un supercomputer. Con questa macchina il CSCS sta sviluppando software per poter utilizzare il sistema in modo innovativo. Ed è per questo che il nostro staff lavora a stretto contatto con i ricercatori affinché possano sfruttare al meglio le potenzialità di calcolo e di dati. Alps ci permette di ampliare le nostre conoscenze e le nostre competenze, permettendoci di essere ancora una volta in grado di essere innovativi e lungimiranti».

Le Big Tech stanno investendo ingenti risorse nello sviluppo dell’intelligenza artificiale. Quali sono le capacità di Alps in questo campo?
«Alps è l’infrastruttura alla base dell’Iniziativa Svizzera per l’Intelligenza Artificiale (Swiss AI Initiative). Grazie a questo progetto l’iniziativa sull’AI ha guadagnato un nuovo slancio. Il CSCS con Alps non intende competere con le Big Tech, non è pensabile né sostenibile. Ma quello che è fondamentale è permettere agli scienziati nell’accademia, dove la ricerca è aperta e accessibile a tutti, di sviluppare nuovi modelli per creare un’intelligenza artificiale che rispecchi anche i valori svizzeri e che sia affidabile e democratica. Inoltre, ci permetterà di continuare a educare e formare gli scienziati e i tecnici del futuro, rendendoli anche consapevoli dei pericoli di uno sviluppo dell’intelligenza artificiale senza regole. Nel campo dell’intelligenza artificiale oltre allo sviluppo dei modelli di linguaggio, la nuova infrastruttura potrà essere utilizzata per sviluppare modelli da utilizzare in campo clinico, o per personalizzare le cure mediche in caso di malattie».

Alps sarà impiegato anche per ricerche nell’ambito del clima. MeteoSvizzera, in questo senso, è strettamente coinvolta. Un altro esempio di potenzialità, dunque.
«Con la sua potenza di calcolo e la capacità di gestione dei dati permetterà un avanzamento della ricerca in molti campi scientifici. Non dimentichiamo che Alps resta comunque un sistema con uno scopo generale aperto a tutte le discipline scientifiche. Quindi sarà utilizzato per sviluppare modelli in campo medico, come detto prima, ma permetterà di rispondere a domande sull’origine dell’universo grazie all’analisi delle enormi quantità di dati provenienti dai grandi telescopi come quelli in Australia e Sudafrica, per citarne un paio. Permetterà anche di scoprire nuovi materiali, per esempio per costruire computer di nuova generazione, più sostenibili. Vorrei sottolineare che Alps è già stato usato con successo dai ricercatori proprio nelle scienze dei materiali. Infine, c’è ancora molto da capire nelle scienze della vita. Siamo sempre alla ricerca di nuove medicine per poter curare malattie, oppure capire le interazioni delle proteine, dei grassi all’interno delle cellule degli esseri viventi o comprendere la diffusione di agenti patogeni attraverso l’analisi delle grandi quantità di dati disponibili».

La vostra è quindi un’istituzione estremamente aperta ai ricercatori di tutto il mondo. In fondo, è proprio nel network di più “cervelli” e scuole di pensiero differenti che si poggia la forza della ricerca stessa. In quali modi e forme avverrà la collaborazione con altri enti?
«Il CSCS non ha mai smesso di collaborare con HPE Cray, NVIDIA e i ricercatori scientifici per far sì che si creino insieme delle infrastrutture che permettano di far avanzare la scienza. Le nostre collaborazioni con l’Unione europea sono ancora difficile a causa dei ritardi dei nuovi patti bilaterali. Questo rende la posizione del CSCS non sempre facile a livello europeo, ma noi non ci perdiamo d’animo e continuiamo comunque a essere una parte estremamente attiva della comunità internazionale. Vogliamo continuare ad avere un impatto sugli sviluppi futuri. Durante il Forum economico di Davos, inoltre, il Politecnico federale di Zurigo ha firmato una collaborazione con Data Science Africa. Il CSCS è un elemento essenziale di questa collaborazione, perché mette a disposizione Alps per condividere competenze ed esperienza, così da permettere a questa organizzazione pan-africana di avere accesso ad un’infrastruttura all’avanguardia».

Prima ha accennato all’esigenza di regolamentare l’intelligenza artificiale. Quali rischi si corrono senza un controllo strutturato e condiviso?
«Al momento l’IA ha tutti i pregiudizi o i bias, come si dice in inglese, dei Paesi occidentali. In particolar modo della società americana. I modelli sviluppati non sono accessibili e non vengono condivisi. Nessuno sa che cosa fanno. Questo non è il metodo scientifico a cui ci siamo affidati finora, e cioè un metodo basato sull’osservazione e sulla sperimentazione, sulla misura, sulla produzione di risultati e sulla conferma di tali risultati attraverso un certo numero di verifiche. Inoltre, i modelli sviluppati imparano da dati che il settore privato utilizza senza averne veramente il diritto. Quindi sì, è assolutamente necessario regolamentare l’intelligenza artificiale. Dal mio punto di vista è importante avere infrastrutture come Alps, aperte all’accademia. In questo modo manteniamo le competenze e le conoscenze, sviluppiamo modelli che capiamo e che riflettono i valori della nostra società, i valori che la Svizzera ritiene essenziali. Possiamo contribuire a democratizzare l’accesso a questi strumenti, a creare un’IA che sia affidabile, che dia informazioni corrette e veritiere. Non penso che sia l’approccio giusto lasciare tutto al caso, bisogna proteggere il mondo da un uso insensato di uno strumento che può essere di grande beneficio alla nostra società».