El MareNostrum 5 aterra a Barcelona: així funciona el superordinador europeu

BarcelonaBarcelona s'obre pas a l'elit de la supercomputació europea amb l'arribada del tercer ordinador produït per la Unió Europea, un EuroHPC, que ha estat batejat com a MareNostrum 5. Només cinc països al món disposaran d'aquesta tecnologia puntera, que està dissenyat específicament per resoldre problemes científics complexos i que ha d'ajudar a investigar i potenciar els usos de la intel·ligència artificial i enfrontar reptes globals com el canvi climàtic, la medicina personalitzada o la generació d'energia eficient. L'ordinador, finançat principalment per la UE, l'Estat i la Generalitat, s'ha inaugurat aquest dijous al Barcelona Supercomputing Center (BSC) amb la presència del president de la Generalitat, Pere Aragonès, i el president del govern espanyol, Pedro Sánchez.

Què és?

Els primers superordinadors europeus

El MareNostrum 5 és un dels cinc primers ordinadors de producció europea, els anomenats EuroHPC. El primer ha estat el Lumi, instal·lat a Finlàndia; el segon, el Leonardo, a Itàlia. El MareNostrum 5 és el tercer de la nissaga, que la completen dos superordinadors més encara en procés de disseny i creació que s'ubicaran a Alemanya i França. La Comissió Europea és formalment la propietària de la màquina. Les institucions i els investigadors que hi accedeixen ho fan sempre per competició, com passa amb els grans telescopis i els grans acceleradors de partícules. Els països seleccionats, entre ells Espanya, operen les màquines i donen el servei.

Vida útil

Els cinc supercomputadors europeus, com el MareNostrum 5, s'aniran posant seqüencialment en marxa; és a dir, una cada any. La vida útil d'una infraestructura d'aquestes característiques és d'uns cinc anys. Per aquest motiu, l'activació progressiva farà que Europa sempre tingui almenys una d'aquestes màquines en funcionament.

Com funciona?

Simplificant-ho molt, el MareNostrum 5 té quatre particions, si bé dues són experimentals i encara no donaran servei, que acceleren els càlculs. De moment, hi ha dues màquines en marxa: la primera, que es basa en un processador CPU, fa que aquesta sigui la màquina europea més potent que existeix; la segona, basada en GPU, té la millor targeta gràfica i, per tant, la millor acceleradora per a la intel·ligència artificial que hi ha al mercat. Són compatibles dins la mateixa infraestructura i cadascuna té una missió diferent. Si l'objectiu és fer una relació numèrica per resoldre una diferencial, caldrà fer servir la part del CPU; si l'objectiu és multiplicar matrius, com quan s'entrena una xarxa neuronal, s'utilitzarà el GPU.

Màxim de potència

La cinquena versió del MareNostrum és fins a 23 vegades més potent que el seu predecessor, el MareNostrum 4, i prop de 10.000 vegades més potent que el primer de la nissaga, el MareNostrum 1. Es classifica com un dels deu superordinadors més potents del món.

Aquesta màquina té una capacitat de càlcul de fins a 314.000 bilions per segon (314 petaflops). Per posar un exemple, triga una hora a fer els càlculs que un portàtil de gamma mitjana-alta trigaria 46 anys a fer. Si es compara només amb la capacitat de portàtils de gamma alta, el MareNostrum 5 té la potència de 380.000 portàtils alhora.

Superfície ocupada

El supercomputador ocupa una superfície d’uns 800 m², l’equivalent a l’espai que ocupen tres pistes de tenis en paral·lel.

Des d'un punt de vista energètic, el MareNostrum 5 ha de ser altament eficient a partir d'energia sostenible, que serà la seva font íntegra.

Els cables de coure i fibra òptica tenen una longitud total de 160 km; en línia recta, podrien anar des de Barcelona fins a Perpinyà.

Emmagatzematge

La seva capacitat d’emmagatzematge permetria guardar 1.280 còpies de tots els llibres catalogats al llarg de la història.

Qui el pot fer servir?

Inversió

Totes aquestes infraestructures formen part del projecte European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU), a partir del qual el 2019 es va crear una empresa pública, propietat al 50% de la Comissió Europea i al 50% dels estats membres, i que té com a objectiu crear un mapa europeu de grans màquines de supercomputació. Suposa una inversió total de més de 151 milions d'euros per sufragar-ne l'adquisició, el 50% del qual procedeix de la UE i el 50% restant per un consorci dirigit per Espanya en què també participen Portugal i Turquia.

Visitants

Qualsevol científic europeu hi pot accedir, sempre que sigui competint amb els seus col·legues. Cada quatre mesos hi haurà crides competitives a tot Europa perquè els interessats presentin els seus projectes. Aquests són avaluats per comitès independents i en funció de la seva qualificació es decideix quina de les màquines s'atorga.

Per a què servirà?

El supercomputador ha d'ajudar a la investigació mèdica europea en el desenvolupament de medicaments i vacunes o de simulacions de propagació del virus, i potenciar aplicacions tradicionals de supercomputació, com la investigació en matèria de clima, l'enginyeria, la ciència de materials i les ciències de la Terra. També serà útil per als desenvolupadors d'intel·ligència artificial, ja que fa servir els microprocessadors acceleradors més avançats disponibles.

Avançar-se al canvi climàtic

Analitzar les conseqüències de l'escalfament global a tots els racons del planeta.

Afinar tractaments

Reproduir digitalment malalties i tractaments. El model de cor ja s’utilitza per a simulacions abans d’operacions cardíaques.

Aviació i energies més sostenibles

Dissenyar i optimitzar l'aerodinàmica dels avions perquè siguin més eficients i segurs.

Posicionament industrial

Desenvolupar xips europeus per garantir la independència tecnològica en processadors i semiconductors.