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E4 Computer Engineering: i supercomputer dal cuore dell’Emilia al CERN

Quando si pensa a supercomputer e a infrastrutture complesse si è portati a pensare ai grandi colossi americani. Tuttavia ci sono anche nomi di rilievo nel nostro panorama nazionale: immersa nella Terra dei Motori in Emilia Romagna, a Scandiano, E4 Computer Engineering è un’azienda molto attiva nel creare soluzioni hardware e software per il mondo HPC. Abbiamo parlato con Simone Zanotti, direttore del marketing e delle vendite di E4, per farci raccontare come questa realtà sia cresciuta e guardi al futuro.

E4 Computer Engineering: HPC, ricerca e software al servizio di università e aziende

E4 si occupa prevalentemente di soluzioni di calcolo ad alte prestazioni (o HPC, dall’inglese high performance computing). Tra i suoi clienti ci sono nomi di spicco del settore automotive, ma anche molteplici università e istituzioni come il CERN.

Zanotti inizia a parlarci di E4 Computer Engineering definendola come una realtà unica nel panorama italiano: si tratta a tutti gli effetti di un vendor, in mancanza di un termine migliore in italiano, ovvero di un’azienda che produce interamente in proprio le soluzioni che vende ai propri clienti; la particolarità sta nel fatto che E4 si occupa tanto di hardware quanto di software, andando così a posizionarsi nello stesso spazio di aziende del calibro di Dell, HPE e Lenovo (per quanto limitatamente al mondo HPC). Si tratta di un unicum non solo a livello italiano, ma anche europeo, visto che le competenze di E4 spaziano dalla gestione dei container fino al mondo HPC, dove l’azienda è in grado di operare progettando l’intera infrastruttura.

L’azienda nasce nel 2002 e nel 2005 inizia una collaborazione con il CERN, “al quale negli anni abbiamo fornito oltre 10.000 sistemi”, afferma Zanotti. E4 Computer Engineering è saldamente legata all’Italia, dove risiede la maggior parte dei suoi clienti, ma opera da tempo a livello europeo all’interno di progetti come EPI (European Processor Initiative) o EuroHPC. Che il futuro dell’azienda sia l’espansione verso l’Europa è stato confermato dall’apertura di un ufficio a Monaco di Baviera lo scorso febbraio.

L’attività di E4 è guidata dalla ricerca, ambito in cui risiedono anche molti dei suoi clienti: sono infatti le università italiane i principali fruitori dei prodotti e dei servizi di E4, per via della loro necessità di analizzare grandi quantità di dati a fini di ricerca. “A oggi sono le università i nostri principali clienti, ma l’ampliamento dell’offerta tecnologica ci ha consentito di collaborare anche con realtà enterprise nei settori pharma, racing, e Oil&Gas”, ci dice Zanotti. “Le attività sono abbastanza varie e veniamo contattati per progetti di grossa portata. Per esempio, qualche anno fa abbiamo fatto una migrazione per Pirelli di 16 petabyte di dati da un file system tradizionale a un file system parallelo, BeeGFS.”

“Sulle infrastrutture preesistenti spesso veniamo chiamati per ‘missioni speciali’ quando c’è qualcosa di ‘rischioso’, ad esempio perché si tratta di attività che il cliente non effettua di frequente, in altri casi veniamo invece chiamati per l’implementazione di intere nuove infrastrutture, e qui siamo spesso in ambito HPC. Uno dei più importanti progetti recenti è stato uno per IIT, l’Istituto Italiano di Tecnologia, per il quale abbiamo creato un cluster di 60 nodi interconnessi ad alta velocità con Infiniband e circa 600 TB di spazio su disco. Per riprendere un famoso spot,” scherza Zanotti, “grandi infrastrutture per fare grandi cose.”

E4 è riuscita nel tempo a ricavarsi una nicchia importante nel mercato, grazie alle competenze accumulate nel corso del tempo e, di conseguenza, alla buona nomea che si è così venuta a creare. Un aspetto che Zanotti rimarca è quello dell’evoluzione non solo della tecnologia, ma anche dell’approccio dell’azienda negli ultimi anni: “sono molto più frequenti i casi in cui siamo coinvolti anche per quanto riguarda le finalità del progetto di business del cliente, che poi diventa esperienza in più per noi e casi ripetibili.” Un esempio è quello dell’infrastruttura di sviluppo di un’azienda nel settore automotive: 5,000 sviluppatori sono passati da cicli di sviluppo “classici” a un ciclo di integrazione e sviluppo continui, evitando le tempistiche lunghe del modello precedente.

Un mondo in cambiamento: HPC e oltre

Il volto del calcolo ad alte prestazioni è cambiato molto nel corso degli ultimi anni. Nel 2016 avevamo trovato E4 alla GTC con un sistema basato su processori POWER, ma oggi anche l’HPC è dominato da x86.

Il mondo HPC è cambiato e, fortunatamente per noi, è cambiato in meglio. Negli ultimi anni si è un po’ aperto e si è ibridato con altri temi: qualche anno fa l’infrastruttura HPC faceva solo calcolo parallelo per determinate finalità, quasi sempre in ambito scientifico e di ricerca; negli ultimi anni i temi legati alle alte prestazioni hanno iniziato a essere associati all’addestramento delle reti neurali e alla creazione di modelli per le elaborazioni dei dati”, ci dice Zanotti. “L’HPC è poi andato a fondersi sempre di più con tecnologie complementari, come lo stesso cloud, con alcuni provider pubblici che hanno iniziato a inserire a portafoglio anche soluzioni di ‘HPC as a service’… con tutto quello che ne consegue anche in termini di garanzie, ad esempio sulla connettività.”

Zanotti ci spiega come E4 abbia competenze anche nell’utilizzo degli strumenti che stanno emergendo nel mondo HPC, come InfiniBand, NVMe e FPGA. Nel caso dei dischi NVMe, ad esempio, E4 ha sviluppato una soluzione chiamata Usti, abbinata a uno stack software sviluppato insieme a un partner israeliano: “Usti è utile per spostare il collo di bottiglia altrove: può essere spostato da qualunque parte, ma non è più nello storage. Abbiamo saturato una rete a 25 Gbps nei nostri test”, ci dice Zanotti, che afferma altresì che E4 è partner di Xilinx, recentemente acquisita da AMD. Nel caso degli FPGA di Xilinx, però, il problema è quello che la gestione degli FPGA è complessa e richiede che il cliente abbia le competenze per gestirli “in casa”, un fatto abbastanza raro e che limita l’adozione di questa tecnologia, “ma abbiamo avviato questa partnership dopo aver testato con mano quanto abbiano semplificato la programmazione FPGA, grazie allo sviluppo di interfacce grafiche e strumenti integrati.”

Se questi elementi stanno diventando mano a mano più importanti, però, il mondo HPC si muove comunque intorno alle GPU per quanto riguarda molti compiti per cui è necessario il calcolo parallelo. E GPU significa, in questo momento, NVIDIA. “NVIDIA ha avuto il grosso pregio di applicare per prima una tecnologia che in sostanza era fatta per far giocare meglio la gente anche in un contesto lavorativo e professionale. L’esserci arrivata prima le ha consentito negli anni di costruire quello che è il vero punto di forza della sua offerta oggi, cioè l’ecosistema software basato su CUDA. È indubbiamente a oggi il punto di riferimento ed è la prima scelta per distacco per tutte le operazioni che richiedono calcolo parallelo general purpose.” Un dominio che forse potrà essere aggredito da altri, come AMD e Intel, ma che sembra per ora intoccabile.

E4 punta fortemente sull’innovazione anche per quanto riguarda il mondo software, ad esempio con Kaptain, la piattaforma che l’azienda propone (anche) per l’analisi dei dati. Raramente si vedono i container Kubernetes associati al mondo HPC, ma E4 ha sviluppato questa soluzione specificamente per questo settore, con la conoscenza delle sue architetture hardware e software che ha portato a un processo di ottimizzazione in grado di rendere i container un ambiente ad alte prestazioni.

Grandi idee e grandi speranze

Una realtà del genere ha esigenze particolari e ci siamo domandati come sia possibile soddisfarle in Italia. Uno dei problemi che E4 affronta, come molte altre aziende del settore, è quello della ricerca di personale con le giuste competenze: nonostante la collaborazione con le università, E4 si scontra con la mancanza di capacità pratiche dei neolaureati, più formati sulla teoria, e con il fatto che le grandi aziende come Google e Facebook offrono maggiori attrattive sia per le possibilità di carriera che per il fatto che operano nelle grandi città. A questo proposito, però, Zanotti afferma che E4 è da tempo promotrice del lavoro da remoto e proprio questo è stato uno degli elementi che le ha permesso di attrarre persone qualificate.

Un altro problema è quello del conservatorismo insito nella cultura italiana: “nelle realtà medio-piccole c’è resistenza all’idea di effettuare cambiamenti. C’è questa idea che fa scattare la domanda: perché cambiare qualcosa che nel corso degli anni mi darà sicuramente benefici, ma oggi rappresenta un potenziale rischio? Questo spesso è lo scalino più difficile da superare ed è quello per cui non possiamo avere una soluzione standard per tutti.”

Nonostante le piccole dimensioni, però, E4 Computer Engineering partecipa a progetti europei e internazionali di rilievo. Tra questi abbiamo già citato collaborazioni con il CERN e con EPI: “sono iniziative che ci rendono molto orgogliosi perché in tutte le compagini [di aziende partecipanti] siamo irrimediabilmente e tutte le volte i più piccoli per distacco. In EPI ci sono 28 attori diversi, il penultimo è grande dieci volte noi. Essere seduti a quei tavoli è motivo di orgoglio per noi.”

E4 sta comunque crescendo notevolmente, grazie anche a scelte organizzative e di comunicazione volte specificamente a ingrandirsi e a farsi conoscere. Forse per un pregiudizio mal riposto verso il nostro Paese, ma è sorprendente trovare una realtà del genere in Italia, con competenze sia verticali che orizzontali di assoluto rilievo sul panorama internazionale. Proprio per questo, però, siamo certi che sentiremo parlare ancora di E4.