La frontera digital és aquí

Accedir a un supercomputador de primer nivell com el MareNostrum és molt fàcil i molt complicat alhora. En ser una de les màquines amb més capacitat de càlcul del planeta i, per tant, un gran accelerador de la recerca científica, les seves hores de computació són molt preuades: es regulen per un accés competitiu molt estricte per a projectes d’alt nivell i només un de cada tres aspirants el pot arribar a utilitzar. En canvi, si el que es vol és descobrir les interioritats d’un ordinador que costa 151 milions d’euros, el Barcelona Supercomputing Center organitza unes visites guiades que cada cop tenen més tirada. Unes 20.000 persones han accedit enguany al MareNostrum 4, instal·lat en un espai tan singular com la capella dessacralitzada que hi ha al campus nord de la UPC. Des del 2004, en aquest indret icònic hi han estat les quatre primeres versions d’aquesta supermàquina, però l’evolució de la tecnologia i de les exigències de la ciència han deixat l’espai petit, de manera que el nou MareNostrum 5, inaugurat ahir, ocupa un espai quatre cops més gran, de gairebé 800 m², en un edifici veí. Les seves prestacions, però, han crescut molt més que la relació espacial: és 23 vegades més potent que el seu predecessor i prop de 10.000 vegades més potent que el primer MareNostrum. Un salt tan important que es podria qualificar de gairebé quàntic, si no fos perquè aquesta nova tecnologia de computació, encara més potent, serà la que s’instal·larà d’aquí a uns mesos en una nova màquina, de nou a la capella, un cop es desallotgi el MN4.

Amb aquesta actualització, el MareNostrum ha passat dels 13,9 petaflops de la versió 4 als 314 petaflops del MN5. Això vol dir que és capaç de fer 314.000 bilions de càlculs per segon. Per posar-ho en context, el supercomputador té una potència equivalent a la que sumarien 380.000 portàtils de gamma mitjana-alta i en una hora pot fer els càlculs que un portàtil trigaria 46 anys a tenir enllestits. Però no només augmenta la potència de càlcul, amb més nuclis de computació i més capacitat d’emmagatzematge de dades; el MN5 ajudarà els científics a solucionar problemes més complexos i amb més nivell de detall. El canvi climàtic, la salut personalitzada i la intel·ligència artificial seran alguns dels temes més candents en què contribuirà de manera decisiva. Amb la seva potència, podrà crear amb més precisió els anomenats bessons digitals, rèpliques virtuals del planeta, de ciutats o del cos humà per simular-hi diferents efectes. Així doncs, les simulacions sobre el canvi climàtic, per exemple, tindran més resolució i les previsions que fins ara abastaven centenars de quilòmetres ara s’acotaran a només uns quants.

“Estem molt contents perquè tenim la millor màquina d’Europa. Aquest és un gran dia per a la ciència perquè aquest equipament permet als investigadors somiar, fer coses que mai haurien pogut imaginar”, explica el president del Barcelona Supercomputing Center (BSC), Mateo Valero. El catedràtic del departament d’Arquitectura de Computadors constata que els últims anys no només ha canviat molt la tecnologia, sinó també la manera de comprar aquests ordinadors. “Abans ho feien els països, però ara són tan cars que s’ha de fer entre agències o consorcis d’uns quants estats”, explica.

El MN5 representa la inversió més gran que ha fet Europa en una infraestructura científica a l’Estat, amb un cost total de 202 milions d’euros, dels quals 151,4 milions corresponen a l’adquisició de la màquina. La meitat del pressupost l’assumeix el consorci de supercomputació de la Unió Europea, mentre que la resta se’l reparteixen l’Estat espanyol (35%), Turquia (10%) i Portugal (5%). Aquests percentatges són importants també per entendre qui regularà, de manera proporcional, l’accés a les hores de computació de l’equipament, que també està disponible per a la investigació en empreses sota condicions especials.

El nou supercomputador s’afegeix a Lumi (Finlàndia) i Leonardo (Itàlia) com els únics tres superordinadors preexaescala (de 200 petaflops o superiors) d’Europa. Josep Maria Martorell, director associat del BSC, explica que amb els recursos de què han disposat s’hauria pogut fer un ordinador que quedés més ben situat en els rànquings que en mesuren la potència, però que s’ha preferit confegir una màquina més equilibrada i versàtil. “Hem combinat diferents arquitectures per crear una de les millors màquines del món, perquè té una complexitat computacional que s’adapta molt millor a les necessitats dels científics, que cada cop són més complexes i més diverses”, assegura.

Ara ja estan operatives dues de les quatre parts que formen el MareNostrum 5. Totes dues, per separat, se situen entre els 20 millors superordinadors del món, una fita només assolida pel centre de computació barceloní.

Una part, anomenada de propòsit general (CPU) i fabricada per Lenovo, és la més gran del món basada en l’arquitectura computacional x86 d’Intel i té un rendiment de 45,4 petaflops que la situa com la 19a en el rànquing Lindpack, que classifica els 500 superordinadors més potents. Es tracta d’un sistema de computació clàssica que permetrà resoldre problemes científics complexos i executar diverses tasques i programes a la vegada, en lloc de centrar-se només en una.

L’altra partició, denominada accelerada (GPU) i fabricada per Eviden, és la tercera més potent a Europa i la vuitena del món, segons el mateix rànquing. Té un rendiment màxim de 260 petaflops i 4.480 processadors d’última generació NvidiaDIA Hopper que permetran accelerar càlculs intensius en àrees crucials per la investigació com la intel·ligència artificial o la simulació numèrica. Cadascun d’aquests xips, de 8 centímetres quadrats de mida, té més potència que tot el MareNostrum 1, que va ser instal·lat el 2004 i que en el seu moment va ser el quart més ràpid del món.

Les dues parts restants del superordinador que encara s’han d’instal·lar tenen menys importància pel que fa a la recerca científica més immediata, però molta de cara al futur. Seran màquines experimentals per posar a prova noves eines de computació, amb la idea de millorar-ne el rendiment i tendir cap a una sobirania tecnològica a nivell europeu que acabi amb la dependència actuals dels components asiàtics i americans.

En paral·lel, el BSC començarà a instal·lar en els pròxims mesos a la capella de la Torre Girona els dos primers ordinadors quàntics que entraran en funcionament al sud d’Europa. Un correspondrà a la Xarxa Espanyola de Supercomputació i l’altre serà un dels sis que Europa instal·larà en la nova xarxa de computació quàntica. Amb tot aquest equipament, el BSC continuarà fent recerca duent més enllà la frontera digital.