Uno de los Supercomputadores más rápidos en Barcelona

Uno de los Supercomputadores más rápidos en Barcelona

2018-07-30T17:41:31+00:00

Hoy estrenamos blog de ​​BonapaTech, y qué mejor manera de hacerlo que hablando del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), a raíz de las visitas que tuvimos la suerte de hacer recientemente en un par de ocasiones en la Universitat Politènica de Catalunya (UPC), Campus Nord de Barcelona.

Antes de hablarde lo que aprendimos con las visitas, hablaremos un poco de la historia de la Super computación. Arrancó en los años 1960 con el Supercomputador Atlas en la Universidad deManchester, diseñado por Seymour RogerCray (1925-1996), donde por primera vezse pensaba la programación paralela para conseguir un mejor rendimiento de cálculos. Sin esta forma deprogramar,un Supercomputador no tiene sentido y sería tan lento como cualquier ordenador. La idea de este tipo de programación es crear códigos que puedan realizar cálculos al mismo tiempo y no de forma secuencial, que sería esperar a que un cálculo acabara tras otro. De esta manera, el trabajo se puede repartir entre las diferentes unidades computación (CPU’s) que tenga una máquinao varias máquinas. Añadir, además, que en la evoluciónde los Supercomputadores entra en juego la ley de Moore, que se aplica a la historia de todos los ordenadores, y dice lo siguiente: “Aproximadamente cada dos años, el número de transistores por unidad de superficie que hay en un circuito integradose duplica”. Esto traducido quiere decir que cada vez hay más capacidad en menos espacio.Y eso lo veremosen la historia del Mare Nostrum, nombre del Supercomputador situado en Barcelona,​​ que recibe el nombre romano del mar Mediterráneo.

El Supercomputador pertenece al Gobierno del Estado Español (51%), a la Generalitat (37%) y a laUPC (12%), donde los dos primeros aportan actualmente una cantidad de 6 millones de euros. Al ser el principal el Gobierno de España, lo lógico es que hubiera sido en Madrid, cuando en 2004, IBM lo vendió al Estado a precio de coste, con una idea innovadora: el material -como son por ejemplo los microprocesadores- del que estaba hecho era del mismo material de los ordenadores más potentes que se podían comprar en cualquier tienda de informática. IBM pidió que el ordenador se pusieraen la UPC, porque desde 1974 se encontraba allí de profesor Mateo Varela, quien tenía un gran conocimiento y había hecho mucha contribución a la programación paralela.

Mateo Varela (Alfamén, provincia de Zaragoza,1952) es Ingeniero en Telecomunicación por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en 1974 y Doctor en Telecomunicaciones por la UPC en 1980, actualmente todavía es profesor e investigador en Arquitectura de Computadoresde la UPC y directordel BSC.

Volviendo al Supercomputador,  sepamos detalles. La máquina está al servicio gratuito para los investigadores públicos. Para el sector privado no, pero con precio negociable, y si se detecta un beneficio social, se puede llegar a hablar de tratarlo como si fuera público. Dentro del listado de los 500 Supercomputadores más rápidos del mundo, actualizado a fecha de hoy, el Mare Nostrumestá en la posición 41. En la número 1 está siempre China, que si sumamos la velocidad más rápidade los 4 siguientes en la lista, aún no se le alcanza. Sin embargo, se debe tener en cuenta que los EEUU tienen 250 ordenadores de estos 500 primeros. No obstante, en el pasado y el futuro, el Mare Nostrum ha estado y estará otra vez en los 10 primeros. Se comenzó en 2004, situándose en la posición 4. Y la idea era, siguiendo la Ley de Moore, cada 2 años renovar máquina. En 2006,estuvo en la 5. Llegó la crisis, recortes, y la última actualización no se hizo hasta el 2013.Respecto a la velocidad, hay una anécdota simpática. Si entramos a visitar el Supercomputador, veremos que está situado en medio de lo que había sido una iglesia en el pasado. De hecho, cuando se hace la visita, siempre se pone en marcha una banda sonora concantos gregorianos para darle ese ambiente.Pues bien,una revista llegó a decir lo siguiente:

“It’s no tthe most powerful Supercomputer in the world, but is the most beautiful” (Fortune, septiembre 2006) (“No es el Supercomputador más potente del mundo, pero sí el más hermoso.”)

 

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De todos modos, no ser el más rápido no es un problema, porque siempre hay algún Supercomputador en Europa que está entre los 10 primeros del mundo. Esto asegura que todos los investigadore europeos puedan usar uno. Ahora es Alemania, después será Francia. Después Italia. Y la previsión es que el de Barcelona lo será para dentro de 2 años. Por otra parte, en España, a finales de 2006 se creó otra red aprovechando el computador del 2004-entonces número11-, que estaba siendo sustituido. Se reutilizaron sus piezas para enviar el 50% a Madrid y el resto a 5 puntos diferentes de España, creando laRed Española de Supercomputadores (RES).

Curiosidades tecnológicas de este ordenador en que trabajan más de 300 investigadores de forma fija son muchas. Una es su sistema de refrigeración por agua, donde permite que no haya zonas calientes dentro del emplazamiento de la computadora, cosa que pasaría con un aire acondicionado normal. Otra es en cuestión de contingencia energética, los 36 armarios donde se encuentran las CPU’s no tienen acumuladores de corriente (Sais) en caso de fallo de suministro, porque significaría tener otras a la igual o mayor para tenerlos. Sólo tienen Sais para algunos ordenadoresde usuario y para los discos duros relacionados con las CPU’s , así se puede hacer una parada ordenada de los discos, haciendo más fácil el arranque al no tener errores. Y por último, todo está conectado, todo con todo. Redcompleta. El cableadoestá pordebajo del suelo, para mejor comodidad en el mantenimiento. 100 Km de cableado. ¿Cifra impresionante? La más impresionante es la cifra de la facturade la luz en un año: ¡1,4 millones de euros! ¡Siempre está en marcha!

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Pero, ¿para qué sirve un ordenador así? Pues para lo que se denomina la tercera pata de la ciencia, después de la teórica y la experimental: la simulación. ¿Cuándo hay que hacer simulación? En muchos casos, tales como: por si es éticamente incorrecto hacerlo real; por ser demasiado caro; porque sea demasiado peligroso; porque sea ilegal o, simplemente,sea imposible de realizar. Y en este sentido, se pueden hacer desde simulaciones de perforaciones bajo el mar -que cuestanmillones-para afinar más en hacerlas, hasta simular diseños de coches, barcos o aviones -por ejemplo, cómo afecta el impacto de un pájaro en un motorde avión-. Incluso, el diseño de la taza de un váter. O aún más: simular tendencias de la sociedad sobre alguna situación política, social,etc.;prever pandemias o el efecto de las cenizasde un volcán para despegar un avión. Pero la parte más interesante es la científica y/o social,la que recae directamente en el beneficio de la humanidad ,como estudiar el corazón humano y su funcionamiento. Recientemente, ha salido la noticiade una aplicación que correen el Mare Nostrum que se llama SMUFIN, la cual permite en 5-10 horas detectar el genoma de un tumor de cáncer cuando antes se tardaba una semana.

Como decía SirHumphry Davy:

“Nothing tends so much to the advancement of knowledge as the application of a new instrument.” (“Nada aporta tanto al avance del conocimiento como la aplicación de un nuevo instrumento.”)

Pero la ciencia llega a un límite de la velocidad de procesadores, eso hace que la solución sea que haya más cores con más CPU’s, y tener mejor programación en paralelo. Esto se puede ver en e lmuseo, donde están las versiones anteriores del Mare Nostrumy otros Supercomputadores. Curiosidades son ,por ejemplo,una memoria de 128 megasde 1991 y su medida dentro de una máquina Convex 3400, un supercomputador de la época. Prueba de la Ley de Moore: la máquina tenía 8 placas de memoria, por lo tanto, un giga. L actual suma 100,8 terabites (1 terabite son 1.000 gigas). La velocidad de la Convex podía llegar a 2 gigaflops, la actual es de 1,1 petaflop s(un petaflopes un millón de gigaflops).

¿Qué se espera enel futuro de los Supercomputadores si ya empiezan a haber estos límites? Pues hace no mucho en la UPC hubo un congreso de mecánica cuántica. Según los mismos convocantes, con humor, se decía que estaba lleno de Sheldon -el personaje de la serie televisiva The Big Bang Theory-. En este congreso se hablaba de la propuesta de tecnología de cambio radical en el funcionamiento de los ordenadores con mecánica cuántica, que sin extendernos demasiado, dejarían de existir los clásicos 1’s y 0’s, los bits, para entrar a otro nivel de más estados que dos, llamados qubits. De momento, parece que se ha conseguido que una máquina que ocupa tanto espacio como el Supercomputador que hemos visitado haga sólo una operación: sumar 2 números. Todo vuelve a empezar, pero el futuro de la supercomputación puede no tener límites, y lo más importante, haciendo un buen uso puede ser muy útil para la humanidad: imaginemos un ordenador tan rápido como para poder preverel tiempo conexactitud-ahoracuandose finalizaun cálculo meteorológico, ya han pasadomuchos díasdel díaque se queríaprever-y así evitardesastres comohuracanesotsunamisa tiempo.Y esto sóloes un ejemplo, comosesuele decir, ¡el cielo es el límite!

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