La palabra MareNostrum se ha transmitido generación tras generación, como un apellido, en todas las versiones del supercomputador más potente de España. El primer MareNostrum se instaló en el año 2004 y desde entonces, ha habido un MareNostrum 2 (2006), un MareNostrum 3 (2012-13) y un MareNostrum 4 (2017).
Este supercomputador es proyecto de Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS); y si ha conservado siempre el mismo nombre es porque allí prácticamente todos son ingenieros y lo más eficiente es ahorrarse la discusión, bromea Josep M. Martorell, director asociado del BSC-CNS.
Durante casi veinte años, el MareNostrum ha estado ubicado en una iglesia desacralizada de la ciudad de Barcelona: Torre Girona. Pero un quinto supercomputador está a punto de nacer y este es tan grande que no cabe en la capilla.
En National Geographic te contamos cómo acabó esta máquina instalada en una iglesia y cuán potente es el MareNostrum 5, el enorme supercomputador que ha obligado a abandonarla; pero necesitamos empezar por el principio.
¿QUÉ ES UN SUPERCOMPUTADOR?
Martorell explica que empieza a ser difícil dar con avances científicos significativos que no incluyan el uso de los supercomputadores. En Biología, Física, Química y Medicina, no importa el área; en la actualidad hablar de progreso científico implica mencionar estas grandes instalaciones de computación.
«Es un instrumento casi crucial para hacer avanzar la ciencia. Pero el instrumento en sí, no es más (ni tampoco es menos) que muchísimos ordenadores que trabajan juntos y a la vez. Tan simple como eso», define el director.
El resultado es una máquina muy rápida capaz de hacer multitud de operaciones en un segundo. ¿Te preguntas cuántas? El superordenador más potente calcula en un segundo lo que a toda la humanidad nos costaría 300 días.
Esto se consigue colocando en un mismo espacio centenares de miles de procesadores -el componente principal de los ordenadores-; un teléfono móvil tiene un par y un ordenador personal aproximadamente 48… El MareNostrum 4 tiene 160.000 procesadores y realiza 11.100 billones por segundo.
¿Cuál es el punto de tener tantos procesadores?
Todos estos procesadores se conectan a una red de alta velocidad, la cual permite «paralelismo», la palabra más importante en todo este asunto a criterio de Martorell. El paralelismo significa que cada procesador podrá realizar su trabajo de forma independiente y cuando lo necesite, podrá conectarse con el resto de procesadores de una forma muy rápida a través de la red.
Y con esto, ¿Todos los problemas tienen solución?
Según el problema científico que se quiera resolver, se pueden emplear dos estrategias distintas: una se basa en la computación tradicional y la otra en la Inteligencia Artificial (IA).
La primera, usa procesadores de propósito general (CPUs) y emplea métodos numéricos para resolver las ecuaciones matemáticas que describen los sistemas. A esto podríamos llamarle computación tradicional.
La segunda estrategia, que muchas veces es compatible con la anterior y no única, suele emplear procesadores gráficos (GPUs) que, por sus características, son los más adecuados para la Inteligencia Artificial. Aquí no se trata de resolver ecuaciones de forma directa, porque muchas veces no tenemos un modelo matemático que logre describir correctamente el comportamiento del sistema (como sí teníamos en el caso anterior); aquí, se trata de construir algoritmos que encuentran reglas y patrones en los datos disponibles.
Esta tecnología se puede aplicar en distintos ámbitos, pero Martorell destaca tres: la investigación climática (estudia los efectos del calentamiento global sobre la Tierra), la biomedicina (con avances en la medicina personalizada) y la ingeniería. Un cuarto, todavía en estadios muy iniciales, es el de las ciencias sociales.
¿cómo acabó el marenostrum INSTALADO en una iglesia?
Ante la pregunta, Martorell reconoce que la metáfora es obvia. La iglesia ha dado para muchas bromas: la tecnología convertida en la nueva divinidad del siglo, el cambio de un Dios por otro… Pero el primer MareNostrum se instaló aquí simplemente por motivos prácticos.
«Buscábamos un espacio de 150m², sin columnas y con techos altos; y este era el único lugar de la Universidad que cumplía con las características», explica el director. El espacio había sido empleado durante años por la Universitat Politècnica de Catalunya, pero no tenía un uso del todo claro; en la capilla algunas veces se daban clases, otras conferencias y en cierto momento, hasta sirvió de almacén.
«Buscábamos un espacio de 150m², sin columnas y con techos altos; y este era el único lugar de la Universidad que cumplía con las características».
Así, en 2004 se puso en marcha la remodelación de la iglesia. Se aprovechó el altar para construir un falso suelo a su altura y debajo de este se se hizo toda la instalación eléctrica de refrigeración y comunicaciones; encima, se colocó una urna transparente, construida en cuatro meses. En su interior, se han instalado todos los MareNostrum desde el primero hasta el cuarto, hasta que ahora por primera vez, el BSC-CNS se ve obligado a reubicar el nuevo MareNostrum, cinco veces más grande que el anterior.
¿Tiene el nombre MareNostrum alguna relación con la religión?
La elección del nombre y la de la ubicación fueron dos procesos paralelos pero no relacionados. MareNostrum es la palabra que designaba al Mar Mediterráneo en latín; significa “mar nuestro”. Cada supercomputador se bautiza con algo característico de la región que lo desarrolla y, en este caso, se consideró que lo más relevante era el Mediterráneo, confiesa Martorell.
Así, la nueva máquina italiana es Leonardo y la anterior, se llamaba Ferni; la francesa se llamará Jules Verne y en Estados Unidos está Capitán (por la montaña). Lo habitual es que cada actualización de un supercomputador se bautice con un nombre distinto; pero ya hemos visto que este no es el caso del MareNostrum. A ellos, conservar el mismo nombre (además de ahorrarles la discusión) les ha permitido crear una marca reconocible a nivel mundial.
EL MARENOSTRUM 5, UN SALTO DE MAGNITUD QUE OBLIGA A LA REUBICACIÓN
El MareNostrum 5, que se inaugura a finales de este mes de diciembre, ha obligado al BSC-CNS a la reubicación. La nueva versión está siendo instalada dentro del propio edificio del centro. Mide 847 m2, y no cabe en la iglesia. Pero el edificio no va a quedarse vacío: dos ordenadores cuánticos van a ser los nuevos inquilinos de la capilla que no sólo es idónea a nivel estético, sino también al técnico.
El MareNostrum 5 es cinco veces más grande en tamaño que su antecesor, el MareNostrum 4. Un salto de magnitud que responde a la nueva apuesta de la Comisión Europea de co-financiación entre ella y el país desarrollador. «Ahora, cuando ves el nuevo MareNostrum, el anterior casi parece de juguete», bromea de nuevo Martorell; el que fue el supercomputador más potente de España desde luego no es un juguete, pero ya no logra impresionar como antes.
A nivel de cálculo, el MareNostrum 5 es treinta veces más potente que el anterior; una absoluta barbaridad, según la valoración experta. No obstante, es difícil dar una sola magnitud que compare las potencias de ambos supercomputadores.
El MareNostrum 5 es 30 veces más potente que el anterior. Es una absoluta barbaridad.
¿Recordáis lo que explicábamos sobre los CPUs (computación tradicional) y los GPUs (Inteligencia Artificial)? El MareNostrum 4 se compone en su mayoría de CPUs -aunque tiene también algunos GPUs-. El MareNostrum 5, en cambio, se considera una gran máquina diversa (la primera en Europa), lo que quiere decir que en el fondo, son dos grandes máquinas juntas -una basada en CPUs y otra en GPUs-.
En función del tipo de problema que se quiera resolver, se utiliza una parte u otra de la máquina; todo ello conectado con una red de alta velocidad. Y según los problemas que queramos resolver, cada una de estas arquitecturas (la de CPUs o la de GPUs) se comportarán mejor o peor.
Tanto es así que las dos máquinas que componen el MareNostrum 5 figuran por separado en el ránking mundial de supercomputadores; la máquina compuesta por GPUs es la octava en este top mundial y la de CPUs se ha posicionado en el diecinueve. El MareNostrum 5 es el único en Europa con dos puestos en el top 20.
«Si se hubiera apostado todo a una sola máquina se hubiera logrado un lugar mejor en el ránking y hubiéramos salido en el periódico; pero no sería útil para lo que necesitamos, que es dar servicio a los investigadores», aclaran del BSC-CNS.
También su capacidad de almacenar datos se multiplica por mucho: el MareNostrum 5 tiene una capacidad de memoria casi 20 veces mayor que el MareNostrum 4. Así, la nueva actualización del supercomputador podría albergar 1.280 copias de los 170 millones de libros catalogados a lo largo de la historia. Mientras tanto, los mortales seguiremos borrando de vez en cuando las aplicaciones que no usamos para no quedarnos sin espacio de almacenamiento en el teléfono.
