Escrit per Redacció TNI
El supercomputador MareNostrum 4 entra en producció i comença a executar aplicacions destinades a la investigació científica. MareNostrum 4, propietat del Barcelona Supercomputing Center – Centre Nacional de Supercomputació (BSC-CNS), està íntegrament destinat a la generació de coneixement científic i la seva arquitectura computacional li ha valgut el títol de “el més divers i interessant del món”, segons experts internacionals. El Ministeri d’Economia, Indústria i Competitivitat ha finançat l’adquisició del supercomputador, la compra i instal·lació ha tingut un cost total de 34 milions d’euros.
11.100 bilions d’operacions per segon
MareNostrum dedicarà a la producció científica 11,1 Petaflops, és a dir, la seva capacitat de realitzar 11.100 bilions d’operacions per segon. És la capacitat de la seva clúster de propòsit general, la part més gran i potent del superordinador, que serà ampliat amb la instal·lació de tres nous clústers, amb tecnologies emergents i de menor grandària, durant els propers mesos. Aquests 11,1 Petaflops suposen una potència deu vegades superior a la que tenia MareNostrum 3, que es va instal·lar entre 2012 i 2013.
Segons el rànquing Top500 (publicat el passat 19 de juny), el clúster de propòsit general de MareNostrum 4 és el tercer més ràpid d’Europa i el tretzè del món. El Top500 és una llista que es basa en la rapidesa dels superordinadors per executar un programa anomenat Linpack.
Una eina de gran valor per a la ciència
Els superordinadors són útils per a la investigació bàsica i aplicada per la seva capacitat de realitzar grans càlculs, executar grans simulacions complexes i analitzar grans volums de dades. Avui en dia són utilitzats pràcticament per totes les disciplines científiques, des de la astrofísica o la física de materials, passant per la biomedicina, i també per l’enginyeria i per la indústria.
Entre els projectes que executarà MareNostrum 4 durant el seu primer quadrimestre de producció, s’inclouen investigacions sobre el canvi climàtic, les ones gravitacionals, la vacuna contra la sida, noves teràpies de radiació contra el càncer i simulacions sobre la producció d’energia de fusió, entre altres.
Accés a través de comitès científics
MareNostrum 4 està a disposició dels científics de tot Europa a través de processos de selecció gestionats per comitès científics. Per poder utilitzar-lo, els investigadors han de presentar una petició a la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES) – que dóna accés al 16% de les hores de càlcul de la màquina-o PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) -que gestiona l’accés al 80% de les hores de càlcul. El 4% restant està a disposició dels investigadors del BSC-CNS. El superordinador MareNostrum està catalogat com Infraestructura Cientificotècnica Singular pel Ministeri d’Economia, Indústria i Competitivitat.
El Barcelona Supercomputing Center
El Barcelona Supercomputing Center-Centre Nacional de Supercomputació és el centre líder de la supercomputació a Espanya. La seva especialitat és la computació d’altes prestacions, també coneguda com HPC (High Performance Computing) i la seva funció és doble: oferir infraestructures i servei en supercomputació als científics espanyols i europeus, i generar coneixement i tecnologia per transferir-los a la societat.
El Barcelona Supercomputing Center compta amb una plantilla de 500 treballadors, dels quals 27 formen part del departament d’Operacions, que gestiona el superordinador, i uns 400 es dediquen a fer recerca en àrees molt diverses. El departament de major grandària és el Ciències de la Computació, en el qual es treballa per influir en com es construiran, programaran i utilitzaran els superordinadors del futur. També es realitzen investigacions en el terreny de la medicina personalitzada i el descobriment de fàrmacs, canvi climàtic, qualitat de l’aire i enginyeria.
El BSC-CNS és un Centre d’Excel·lència Severo Ochoa, membre de primer nivell de la infraestructura de recerca europea PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) i gestiona la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES). Va ser creat el 2005 i és un consorci format pel Ministeri d’Economia, Indústria i Competitivitat del Govern d’Espanya (60%), el Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya (30%) i la Universitat Politècnica de Catalunya ( UPC) (10%).
Dades tècniques sobre el MareNostrum 4
MareNostrum 4 ha estat qualificat com el superordinador més interessant del món per l’heterogeneïtat de la seva arquitectura que tindrà una vegada la seva instal·lació estigui completa. La seva velocitat total serà de 13,7 Petaflops. El superordinador compta amb dues parts diferenciades: un bloc de propòsit general i un de tecnologies emergents. A més, té cinc racks d’emmagatzematge amb capacitat per arxivar 14 Petabytes (14 milions de Gigabytes) de dades. Tots els components estan connectats entre si a través d’una xarxa d’alta velocitat Omnipath.
El bloc de propòsit general té 48 racks amb 3.456 nodos. Cada node té dos xips Intel Xeon Platinum, amb 24 processadors cadascun, el que suma un total de 165.888 processadors i una memòria central de 390 Terabytes. La seva potència pic és de 11,15 Petaflops. Encara que la seva potència és deu vegades més gran que la de MareNostrum 3, el seu consum energètic només augmentarà un 30% i passarà a ser de 1,3 MWatt / any.
El bloc de tecnologies emergents està format per clústers de tres tecnologies diferents que s’aniran incorporant i actualitzant a mesura que estiguin disponibles. Es tracta de tecnologies que actualment s’estan desenvolupant a Estats Units i el Japó per accelerar l’arribada de la nova generació de supercomputadors pre-exascala. Són les següents:
Clúster constituït per processadors IBM POWER9 i GPUs NVIDIA Volta, amb una potència de càlcul superior a 1,5 Petaflops. Tant aquests processadors com els GPUs són els mateixos que IBM i NVIDIA s’utilitzaran per als superordinadors Summit i Serra que el Departament d’Energia dels EUA ha encarregat pels laboratoris nacionals d’Oak Ridge i Lawrence Livermore.
Clúster format per processadors Intel Knights Hill (KNH) amb una potència de càlcul superior als 0,5 Petaflops. Aquests processadors són els mateixos que tindran els supercomputadors Theta i Aurora que el mateix departament d’Energia dels EUA ha contractat per al Laboratori Nacional d’Argonne.
Clúster compost per processadors 64 bit ARMv8 en una màquina prototip amb una potència de càlcul superior als 0,5 Petaflops. Aquest clúster utilitza la tecnologia d’avantguarda del superordinador japonès Post K.
La incorporació progressiva d’aquestes tecnologies emergents en MareNostrum 4 té com a objectiu que el BSC-CNS pugui operar amb els quals, s’espera, seran els desenvolupaments més punters en els propers anys i comprovar, a més, la seva idoneïtat de cara a futures versions de MareNostrum .
MareNostrum 4 disposa d’una capacitat d’emmagatzematge en disc de 14 Petabytes i està connectat a les infraestructures Big Data del BSC-CNS, que tenen una capacitat total de 24,6 Petabytes. Com els seus antecessors, MareNostrum 4 també està connectat a la xarxa de centres de recerca i universitats europees a través de les xarxes RedIris i Geant.