Il Mondo alla Griglia
La Rete Internet e il Web sono ormai entrati a far parte della nostra vita e del nostro modo di pensare. Ma forse non tutti sanno che il Web nasce al CERN di Ginevra, il centro europeo che studia la fisica delle particelle. E ora i fisici del CERN, insieme ad altri istituti di ricerca europei, tra cui l'ESA, sta progettando una Rete ancora più potente: il Grid, la Griglia. Che cosa dobbiamo aspettarci dalla Griglia?
La Griglia nasce per ragioni che ricordano quelle che hanno condotto alla nascita del Web. Nel 1989, Tim Berners-Lee, un fisico del CERN, sviluppò un software che permetteva il reperimento e la condivisione di informazioni fra gli scienziati collegati in Rete da qualsiasi angolo del pianeta. Il software, un progenitore dei browsers di oggi, come Netscape o Microsoft Explorer, consentiva anche a più utenti contemporaneamente di consultare lo stesso documento, senza che nessuno si accorgesse dell'altro.
Grid nasce per motivi simili. Gli esperimenti scientifici di oggi, come per esempio alcuni esperimenti che si terranno con il nuovo acceleratore di particelle del CERN, lo LHC, oppure le osservazioni della Terra dallo spazio che realizzerà Envisat, il satellite che l'ESA lancerà nel gennaio 2002, daranno luogo a una quantità spaventosa di dati, che devono essere archiviati e analizzati.
La mole dei dati sarà tale da non consentire la loro diffusione ai ricercatori che partecipano al progetto mediante le tecniche classiche, come la Rete stessa o una serie di CD. Basti pensare che un giorno di lavoro sui dati ricavati da Envisat generarà circa 1000 Gbyte di informazioni, che equivalgono a circa 1300 normali CD rom. E tutto questo per 10 anni! Una quantità di dati impossibile da smaltire, figuriamoci da analizzare.
Grid nasce negli USA alla fine degli anni ‘90, e nel 2000 l'Unione Europea ha deciso di finanziare il progetto DataGrid con 9.8 milioni di euro in tre anni. Quali sono gli scopi di DataGrid?
L’idea stesa di Grid si basa su due presupposti chiave: il calcolo in parallelo di molti computers e lo scambio di dati a velocità di gran lunga superiori a quelle delle reti commerciali di oggi. E questi sono gli scopi di DataGrid, che si concluderà entro il 2003. Si tratta di sviluppare e promuovere la tecnologia necessaria alla condivisione di enormi archivi di dati scientifici e permettere l'analisi dei dati attraverso un grande numero di calcolatori che lavorano in parallelo.
Il concetto di base del calcolo parallelo è semplice: creare una rete di calcolatori, in modo da sfruttare quando più possibile le capacità di calcolo di ciascuno di essi. È un po' come fare una somma di diecimila numeri a mente: se siamo mille, il primo può sommare i primi dieci numeri, il secondo altri dieci numeri e così via. In contemporanea. Poi, sempre in parallelo, si possono sommare fra loro le somme parziali così ottenute, fino al risultato finale. In questo caso, in pochi passaggi si risolve un problema che a una sola persona avrebbe portato via una quantità enorme di tempo.
L'utilizzo di un grande numero di calcolatori che lavorano in rete, o meglio, in Griglia, consente di tenere basso il costo di ogni singolo calcolatore: è dall'unione di essi che si ottiene la potenza di calcolo.
Ma è chiaro che occorre la massima sincronia e la capacità di scambiarsi i dati molto velocemente: dunque reti ultraveloci, in modo da usare un archivio che ha sede, per esempio, in Australia, come se fosse sull’hard disk del proprio personal computer.
Proprio in questi giorni la sede italiana dell'ESA, l'ESRIN, ospita la III conferenza di DataGrid. In che modo la Griglia sarà utile allo spazio?
I satelliti in orbita intorno alla Terra mandano alle stazioni di controllo delle grandi quantità di dati, come ricordavo in precedenza. E uno dei problemi che l'ESA, e in particolare il centro ESA di Frascati, l'ESRIN, ha sempre dovuto affrontare è stato proprio quello relativo alla diffusione e all'analisi di questa immensa mole di informazioni.
L'ESA ha avviato il progetto SpaceGrid, guidato dall'industria italiana Datamat. Si vuole capire principalmente in che misura Grid può migliorare gli studi relativi all'osservazione della Terra e gli studi di climatologia spaziale, cioè l'influenza del Sole sul nostro pianeta. SpaceGrid dovrà affrontare una grande sfida tecnologica, dovrà sviluppare il software necessario e valutarne l'efficacia reale.
Tutto questo, però, sembra riguardare solo gli scienziati. Che cosa porterà Grid al cittadino?
L'uso intelligente di Grid può portare sia benefici diretti che indiretti.
Diretti perché di Grid potranno avvantaggiarsene anche biblioteche, per esempio, o ditte e aziende: tutte quelle realtà dove la possibilità di consultare vastissimi archivi o di avere grandi capacità di calcolo è importante.
Per esempio, una piccola impresa potrà collegarsi alla Griglia e fare le proprie simulazioni numeriche per migliorare il prodotto come se fosse dotata di calcolatori ultrapotenti. Il software sviluppato, sarà distribuito gratuitamente. Anche i privati cittadini potranno usarlo, collegandosi a Grid e alla sua grande potenza di calcolo con la stessa semplicità con la quale di inserisce una spina di un televisore a una presa di corrente.
Indiretti perché tanto più si riesce a comprendere le caratteristiche del genoma umano, per esempio, tanto più efficacemente sarà possibile intervenire per prevenire o curare malattie legate al DNA. Una maggiore organizzazione, una maggiore capacità di calcolo significa, in questo caso, dare la possibilità di svolgere una ricerca migliore. Alla fine, questo si traduce in vite umane salvate o rese migliori. Una cosa simile si può dire per gli studi climatici terrestri e anche per la comprensione della struttura del mondo atomico, che pure può apparire una cosa piuttosto astrusa. Ma l'esperienza ci ha insegnato che è la comprensione della natura che ha consentito all'uomo di progredire, di prolungare la propria esistenza.
