MareNostrum 4: así es el espectacular supercomputador encerrado en una capilla

Los supercomputadores tienen un encanto especial. Esas máquinas gigantes tanto en tamaño como en prestaciones (y precio) se aprovechan para tareas que ningún PC convencional podría acometer en tiempos asumibles, y en España tenemos uno espectacular.

Se trata del Barcelona Supercomputing Center, un centro de supercomputación en el que encontramos a MareNostrum 4, un supercomputador muy especial tanto por sus características como por el sitio en el que está instalada: una vieja capilla.

Potencia de cálculo asombrosa

El Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) da servicios de supercomputación a investigadores de España y de toda Europa, y entre sus aplicaciones principales están la investigación y desarrollo en informática, biología o ingeniería.

El coste de estas instalaciones es altísimo, pero su rentabilidad está asegurada: la simulación numérica y el análisis de Big Data que se realiza en este supercomputador reduce gastos a posteriori para todo el proceso de investigación, pero además "ayuda a crear conocimiento cuando los experimentos son imposibles o no tienen un coste asumible".

Los campos de aplicación de la supercomputación son muy variados: se usan en biología, zoología, genética, medicina, química, nuevos materiales, nanotecnología, física, astronomía, geología, oceanografía, paleontología o, claro está, la meteorología, un campo tradicional de la aplicación de la potencia de cálculo para las previsiones del tiempo.

Los mareantes números de un superordenador

MareNostrum 4 es el superordenador más potente de toda España, pero también es uno de los más importantes en todo el mundo. La anterior versión, MareNostrum 3, ocupaba el puesto 129 de la lista TOP500, pero su última revisión ha hecho que su potencia lo lleve a subir muchos puestos en las últimas ediciones de este ránking de supercomputadores.

De hecho en la lista más reciente de noviembre de 2017 MareNostrum 4 está en el puesto 16 de los supercomputadores más potentes del mundo. Lo ha logrado gracias a sus 153.216 núcleos de computación, repartidos en 3.456 procesadores (nodos) Intel Xeon Platinum 8160 de 24 núcleos funcionando a 2,1 GHz.

Eso permite contar con un rendimiento de 6.470,8 TFLOPS, lejos de los 93.014,6 del Sunway TaihuLight del National Supercomputing Center de Wuxi, en China. Aún así es el cuarto supercomputador más potente de Europa, y sus responsables siguen preparando mejoras importantes para abarcar interesantes áreas ene l segmento de la supercomputación.

Durante la celebración del MWC 2016 los responsables del BSC-CNS nos invitaron a dar un paseo por esas instalaciones para explicarnos todo lo que rodea al que entonces era el supercomputador en activo, MareNostrum 3.

Como nos explicaron entonces, un apartado importante en el ámbito de la supercomputación es lógicamente el control de todo el calor que disipan estos componentes. En las instalaciones del BSC aprovechan tanto la refrigeración tradicional por aire como un sistema de refrigeración líquida para cada rack que ayuda a mantener todo el conjunto a la temperatura adecuada.

Como muchos otros superordenadores de la lista TOP500, hay un dato que puede sorprender a los que desconocen este segmento pero que hace tiempo que es ya algo habitual: el MareNostrum 3 está gobernado por la distribución SuSE Linux 11 Enterprise Server SP3. Ni Windows ni macOS tienen cabida en superordenadores.

Gracias al uso de procesadores Intel Xeon de nueva generación y con una mayor eficiencia, ese aumento de rendimiento tiene además un impacto comedido en el consumo energético, que solo ha aumentado un 30% a pesar de que el rendimiento se ha multiplicado por 7 respecto a MareNostrum 3.

En el nuevo superordenador no solo encontraremos tecnologías de supercomputación "convencionales", sino también un apartado dedicado a tres tecnologías emergentes de supercomputación que están cobrando protagonismo en Estados Unidos y Japón "para acelerar la llegada de la nueva generación de supercomputadores pre-exascala".

Así es como encontraremos un clúster con procesadores IBM POWER9 y GPUs de NVIDIA (con una potencia total de 1,5 Petaflop/s), otro con procesadores Intel Knights Landing e Intel Knights Hill (0,5 Petaflop/s), y un tercer clúster con procesadores ARMv8 de 64 bits (0,5 Petaflop/s).

Cada uno de estos clústeres se irá actualizando a medida que estas tecnologías vayan ganando popularidad y demuestren su mayor o menor validez en los campos de aplicación de MareNostrum 4. IBM construirá esta nueva versión con máquinas que integran tecnología de Lenovo, Intel y Fujitsu, y el proyecto total tiene un coste de 30 millones de euros.

Así se aprovecha un supercomputador

Esos datos mareantes cobran más sentido cuando uno entiende que la aplicación de la potencia de este supercomputador es muy diversa, y como explicaban sus responsables, hay diversos ejemplos que lo demuestran.

Están por ejemplo las predicciones y análisis para aseguradoras o la posibilidad de descubrir información valiosa para el transporte aéreo y terrestre. Aunque parezca mentira, la predicción de la dispersión de polvo del desierto tiene muchas implicaciones, y de hecho el sistema de predicción de tormentas de polvo y arena del BSC será utilizado para mejorar la seguridad de vuelos de negocios.

También están las aplicaciones que ayudan a realizar predicción y prevención de la contaminación atmosférica. El sistema CALIOPE desarrollado por el BSC ha sido utilizado en los recientes episodios de contaminación en Madrid y Barcelona, por ejemplo.

En la rama de ciencia e ingeniería este superordenador ayudó a la empresa Repsol a encontrar petróleo en entornos geológicos muy complejos, mientras que hace poco Iberdrola colaboró con el BSC en el proyecto SEDAR para mejorar la construcción de parques eólicos con una óptima localización y producción de electricidad.

La biosimulación o simulación de órganos humanos también es crucial en ámbitos como las pruebas de medicamentos o de intervenciones quirúrgicas, mientras que la genómica (el proyecto SMUFIN detecta variaciones genómicas relacionadas con las enfermedades) y el descubrimiento de fármacos (el software PELE predice qué fármacos pueden funcionar mejor para determinados pacientes y enfermedades) tienen también un protagonismo claro en el futuro de la medicina personalizada.

La capilla de Torre Girona, un espectacular emplazamiento

Os dejamos a continuación con algunas imágenes del emplazamiento en el que se enmarca el MareNostrum IV. El recinto de la Torre Girona fue construido en 1860 y era la finca privada de veraeno del banquero Manuel Girona, que fue nombrado alcalde de Barcelona en 1876.

La capilla de Torre Girona se construyó 80 años más tarde, pero con los años fue cambiando de uso y se acabó convirtiendo en la sede del rectorado de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), y esa capilla es la que desde hace unos años en la impresionante "casa" de MareNostrum. Os dejamos con algunas fotos de la visita que nuestra compañera Amparo Babiloni pudo realizar a estas instalaciones durante la celebración del Mobile World Congress.

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