MareNostrum 5 ya está con nosotros, un superordenador que nos dará muchas alegrías a todos los que vibramos con los descubrimientos en el mundo de la ciencia y la investigación. Un superordenador es, en esencia, una máquina de computación extremadamente poderosa, capaz de procesar y analizar cantidades masivas de datos a velocidades inimaginables para los ordenadores convencionales. Esta capacidad lo convierte en una herramienta indispensable en campos tan diversos como la investigación climática, la física cuántica, la genómica y la inteligencia artificial.
El MareNostrum 5, instalado en el Barcelona Supercomputing Center, representa la vanguardia de esta tecnología. Con un rendimiento que desafía la imaginación, es capaz de realizar más de 314 petaflops, o 314.000 billones de cálculos por segundo. Esta impresionante capacidad le permite abordar problemas científicos y técnicos de una complejidad sin precedentes, acelerando el progreso en numerosas áreas del conocimiento y abriendo nuevos horizontes para la investigación.
Su importancia va más allá de la mera capacidad de cálculo. MareNostrum 5 es un símbolo de la colaboración internacional y del compromiso de Europa con la vanguardia tecnológica. A través de su uso, se espera no solo avanzar en la ciencia, sino también inspirar a las nuevas generaciones a explorar las maravillas de la tecnología y la investigación.
De MareNostrum 1 a MareNostrum 5
La serie MareNostrum comenzó con el MareNostrum 1, lanzado en 2005 en el Barcelona Supercomputing Center. Este primer modelo fue un hito en su época, destacando por su potencia y su ubicación única en una antigua capilla. MareNostrum 2 continuó esta tradición de excelencia, expandiendo las capacidades de su predecesor y manteniendo a España en la vanguardia de la supercomputación.
Con MareNostrum 3, presentado en 2012, se logró un salto significativo en términos de rendimiento y eficiencia energética. Esta versión consolidó la reputación del Barcelona Supercomputing Center como un líder en el campo de la computación de alto rendimiento.
Luego vino MareNostrum 4 en 2017, un superordenador aún más potente y eficiente, marcando otro avance significativo en la capacidad de procesamiento y eficiencia.
MareNostrum 5, el modelo más reciente, representa la culminación de años de innovación y desarrollo.
Características principales del MareNostrum 5
MareNostrum 5 es un superordenador de vanguardia con características técnicas impresionantes:
- Potencia de Cálculo: Alcanza un rendimiento máximo de 314 petaflops, lo que lo coloca entre los superordenadores más avanzados a nivel mundial.
- Arquitectura Heterogénea: Compuesta por una partición de propósito general basada en la arquitectura x86 de Intel, y una partición acelerada con procesadores NVIDIA Hopper100, especializados en tareas de inteligencia artificial.
- Capacidad de Almacenamiento: Ofrece una capacidad neta de 248 petabytes en disco, complementada con una solución de almacenamiento de larga duración basada en cintas de 402 petabytes.
- Red de Interconexión: Utiliza InfiniBand NDR200, permitiendo a más de 8,000 nodos del sistema cooperar eficientemente.
- Eficiencia Energética: Diseñado con un sistema de refrigeración avanzado que utiliza circuitos cerrados de agua para mayor eficiencia energética.
- Refrigeración Avanzada: Utiliza un sistema de refrigeración por agua, específicamente con circuitos cerrados que incluyen agua y glicol. Esta técnica es esencial para mantener los componentes a una temperatura óptima, mejorando la eficiencia y prolongando la vida útil del hardware.
Es ideal para investigaciones en cambio climático, diseño de fármacos, análisis de grandes volúmenes de datos y simulación de procesos científicos complejos, como veremos posteriormente. Recordad la lectura de Para qué sirve un supercomputador.
Partición de propósito general
La Partición de Propósito General (CPU) de MareNostrum 5 es una sección crucial del superordenador, caracterizada por su arquitectura x86 de Intel. Con un rendimiento pico de 45,4 petaflops, esta parte del supercomputador, fabricada por Lenovo, se destaca por su capacidad para ejecutar múltiples tareas o programas simultáneamente. Esta flexibilidad es esencial para abordar una amplia gama de problemas científicos complejos, lo que la convierte en un componente fundamental para la investigación y el desarrollo en diversas disciplinas.
El rack es el que veis en la figura, donde se aprecian los componentes dedicados a la refrigeración:
La Partición de Propósito General (CPU) de MareNostrum 5, clasificada en la 19ª posición del ranking LINPACK, utiliza el procesador Intel Sapphire Rapids. Este procesador es una elección notable por su alto rendimiento y eficiencia energética. Sapphire Rapids es conocido por su capacidad para manejar cálculos intensivos, lo que lo hace ideal para supercomputadores como MareNostrum 5, donde la velocidad y la precisión son esenciales.
En total son 90 racks, 6480 nodos y 12980 chips, y sirve, como comentaba, para resolver grandes problemas de la ciencia.
Partición acelerada
La partición acelerada de MareNostrum 5, clasificada como la tercera más potente de Europa y la octava a nivel mundial según el ranking LINPACK, tiene un rendimiento pico de 260 petaflops. Está equipada con 4,480 procesadores NVIDIA Hopper100, diseñados para realizar tareas específicas de manera más eficiente que los procesadores de propósito general. Estos aceleradores de hardware son ideales para cálculos intensivos en áreas cruciales como la inteligencia artificial y la simulación numérica. Su tecnología avanzada permite a MareNostrum 5 abordar problemas de investigación complejos y masivos, marcando un hito en la supercomputación.
En el rack se pueden ver los procesadores NVIDIA Hopper100 antes comentados.
Almacenamiento y capacidad de procesamiento
MareNostrum 5 ha experimentado un salto significativo en su capacidad de almacenamiento, crucial para abordar los desafíos científicos y tecnológicos actuales. Su sistema de almacenamiento se ha ampliado notablemente, pasando de 15 petabytes en su predecesor a 240 petabytes en disco y 400 petabytes en almacenamiento en cinta. Esta expansión permite a MareNostrum 5 manejar eficientemente enormes conjuntos de datos, esenciales para investigación avanzada, especialmente en campos como la inteligencia artificial y el modelado de lenguajes. La implementación de tecnologías de almacenamiento avanzadas, como el sistema de ficheros Spectrum Scale de IBM, subraya el compromiso de MareNostrum 5 con la innovación en manejo de datos a gran escala.
En la infografía pudimos ver que los datos se elmacenan en 25 racks de 816 discos duros, cada uno con 18 Teras, siendo posible almacenar 1280 copias de los 170 millones de libros catalogados en toda la historia. También usan cintas magnéticas, ya que consumen menos electricidad, ideales para almacenar datos que se consultan con menos frecuencia.
MareNostrum 5 no solo destaca por su capacidad de almacenamiento, sino también por su eficiencia en la gestión y acceso a los datos. La velocidad de rendimiento del sistema, con 1.6 terabytes por segundo de lectura y 1.2 de escritura, permite un acceso rápido y eficiente a los datos almacenados, lo que es vital para la investigación en tiempo real y el análisis de grandes volúmenes de datos. Esta eficiencia se ve reforzada por una red de interconexión basada en InfiniBand NDR200, optimizando la cooperación y el intercambio de datos entre los más de 8,000 nodos del sistema.
En los que se refiere a la capacidad de procesamiento, cuenta con un rendimiento máximo de 314 petaflops, es capaz de realizar 314.000 billones de cálculos por segundo, lo que lo posiciona entre los superordenadores más potentes del mundo. Esta capacidad es esencial para abordar problemas científicos de gran complejidad y escala. Comparado con MareNostrum 4, su predecesor, MareNostrum 5 es unas 23 veces más potente. MareNostrum 1, instalado en 2004, parece minúsculo en comparación, ya que cada chip individual de MareNostrum 5 supera la potencia total de esa primera versión.
Utilidad del Marenostrum 5
En el acto de inauguración comentaron varios puntos. MareNostrum 5, con su potencia de cálculo y capacidades avanzadas, tiene un impacto significativo en múltiples campos de estudio:
- Cambio Climático: Permite simulaciones climáticas de alta resolución para entender mejor los fenómenos meteorológicos y predecir sus efectos.
- Investigación Médica: Facilita el diseño de nuevos fármacos y vacunas, y modela la propagación de virus, contribuyendo al avance de la medicina personalizada.
- Inteligencia Artificial: Impulsa el desarrollo de modelos de lenguaje masivos y redes neuronales más complejas.
- Ciencia de Materiales y Ingeniería: Ayuda en el diseño y optimización de materiales y estructuras, como aviones, para una aviación más segura y eficiente.
- Energía: Contribuye a la simulación de procesos de generación de energía, como la fusión nuclear, para el desarrollo de nuevas fuentes energéticas.
MareNostrum 5 es una herramienta clave para resolver problemas científicos complejos y explorar nuevas fronteras en la investigación, tal y como os comentamos hace pocos días.
El acceso a MareNostrum 5 está regulado mediante convocatorias competitivas y evaluaciones por pares. Esto garantiza que los proyectos seleccionados sean de alto valor científico y relevancia. Investigadores y entidades, incluyendo universidades y organizaciones de investigación, pueden solicitar tiempo de cómputo a través de estas convocatorias, facilitando así el acceso a una amplia gama de usuarios.
La distribución del tiempo de cómputo en MareNostrum 5 se realiza en función de la inversión realizada por los estados participantes y la EuroHPC JU. La EuroHPC JU administra el 50% del tiempo disponible, mientras que el resto se distribuye entre España, Turquía y Portugal. Este enfoque garantiza un acceso equitativo y proporcional, reflejando la contribución de cada país al proyecto y fomentando la colaboración internacional en investigación y desarrollo.
Seguiremos hablando de esta maravilla durante los próximos días.