Arranca MareNostrum 5, el superordenador más potente de España destinado a crear el gemelo digital de la Tierra
Veinte veces más potente, este 'monstruo' abandona su famosa capilla para instalarse en un edificio aledaño a la Torre Girona desde el que los científicos podrán modelar desde órganos humanos hasta fármacos 'a la carta'
MareNostrum, la 'madre' de la que nacerán nuestros gemelos virtuales
El mejor superordenador de España, el tercero de Europa y el octavo del mundo entero. Estas son las credenciales de MareNostrum 5, la nueva 'bestia' del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) y que se acaba de inaugurar este jueves. ... Con sus 314 petaflops es capaz de realizar hasta 314.000 billones de cálculos por segundo, algo que equivaldría a la potencia de casi 400.000 de nuestros portátiles. O simplificando aún más: MareNostrum 5 es capaz de hacer en una hora una tarea que a nuestro ordenador le llevaría 46 años. Unas cifras que, ciertamente, pueden marear, pero que según sus responsables colocan a este centro español en el mismo ecosistema computacional que ahora mismo lideran EE.UU. y China, y desde el que se idearán las bases del futuro en nuestro presente.
Porque gracias a sus capacidades, MareNostrum 5 será crucial en el desarrollo de 'Destination Earth', un proyecto en el que se creará un gemelo digital de nuestro planeta, el primero en su tipo, con el que se podrá interactuar para predecir, por ejemplo, el devenir del clima alterándole componentes como el dióxido de carbono (y ver qué ocurre si siguen incrementando las emisiones a la atmósfera) o elevar la temperatura de los océanos (y observar cómo esto afecta a las corrientes). En definitiva, crear un mundo en el que se pueda vislumbrar nuestros diferentes futuros con una precisión nunca vista.
No será la única tarea de este nuevo superordenador. Además, intentará hacer réplicas humanas en las que testar nuevos medicamentos, desarrollo de vacunas y simulaciones de propagación de virus. Del mismo modo se podrán abordar problemas mucho más complejos de inteligencia artificial y análisis de grandes volúmenes de datos. Así, por ejemplo, se podrá generar modelos del lenguaje masivos, parecidos al famoso ChatGPT, entrenando redes neuronales mucho mayores con centenares de miles de millones de parámetros, usando conjuntos de datos infinitamente más grandes que los actuales.
Por otro lado, la ciencia de materiales y la ingeniería también podrán beneficiarse en áreas como el diseño y optimización de aviones basado en la simulación y la gestión de los datos para conseguir una aviación más segura, limpia y eficiente. Igualmente, el nuevo supercomputador europeo servirá para avanzar en la simulación de procesos de generación de nuevas formas de energía como la fusión nuclear.
El MareNostrum sale de su capilla
«Todos estos son grandes retos y necesitamos computadoras tan potentes como esta para poder afrontarlos», señalaba en rueda de prensa Mateo Valero, director del BSC e ideólogo de las instalaciones, que ya han sido el hogar de cuatro superordenadores que han puesto a la vanguardia el centro catalán. Porque MareNostrum 5 jubila a su antecesor, MareNostrum 4, al que sobrepasa en potencia veinte veces.
También en tamaño: mientras los modelos anteriores estaban ubicados en la famosa capilla de la Torre Girona, entre las vidrieras y arcos de imitación románica que la familia Girona mandó construir en el siglo XIX, MareNostrum 5 está instalado en un edificio aledaño más amplio, ocupando una superficie de 800 metros cuadrados, similar al espacio que tendrían tres pistas de tenis en paralelo.
Además, este superordenador representa la mayor inversión que ha hecho Europa en una infraestructura científica en España, con un coste total de 202 millones de euros, de los que 151,4 millones corresponden a la adquisición de la máquina, financiados conjuntamente por el consorcio de supercomputación de la Unión Europea, la EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU), a través del Mecanismo Conectar Europa de la UE y del programa de investigación e innovación Horizonte 2020, así como por los estados participantes: España -a través del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y la Generalitat de Catalunya-, Turquía y Portugal.
"El BSC es un centro de excelencia en la nueva economía del conocimiento que generará centenares de puestos de trabajo de manera directa y miles de manera indirecta; y formará a los profesionales del hoy y del mañana", destacó por su parte durante la inauguración oficial de este jueves el presidente del Gobierno, Pedro Sánchez, quien estuvo acompañado de ha asegurado el presidente de la Generalitat, Pere Aragonès, y el director ejecutivo de la EuroHPC JU, Anders Dam Jensen.
Una inauguración parcial
Sin embargo, este jueves no echará a andar el MareNostrum 5 al completo, sino solo una de sus mitades. Porque este superordenador cuenta, por un lado, con una partición de propósito general, dedicada a la computación clásica; y, por otro, una partición acelerada, «diseñada para ampliar las fronteras del conocimiento en inteligencia artificial», explicó también en rueda de prensa Sergi Girona, director de Operaciones, quien desgranó que esta parte entrará en funcionamiento a finales del próximo año.
El supercomputador MareNostrum 5
Miles de billones de cálculos por segundo para acelerar la ciencia en Europa.
Dónde se encuentra
En el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS).
Ronda Dalt
Sagrada
Familia
Barcelona
Av. Diagonal
BSC
Camp Nou
Barrio
Gótico
Sants
Superficie ocupada
El supercomputador ocupa una sala con una superficie de 800 m2, similar a la de tres pistas de tenis. Los servicios (refrigeración, transformadores eléctricos...) ocupan casi el triple: 2.000 m2
26 m
31 m
Potencia de computación
La capacidad de cálculo de MareNostrum 5 es equivalente a 380.000 portátiles de gama alta. Los cálculos que hace en una hora, a un portátil le llevarían 46 años.
Rendimiento pico: 314 Petaflops/s. (314.000 billones de operaciones por segundo) y más de 2 Petabytes de memoria RAM.
46 años
2023
2069
Así es por dentro
Orientado a las visitas
Unas 20.000 personas visitan el supercomputador cada año. Se busca acercar la supercomputación al público y fomentar las carreras científicas, especialmente en niñas.
Electricidad
Llega a cada una de las filas mediante barras de aluminio, que son más eficientes que los cables.
Cuadros eléctricos
Distribuyen la electricidad en cada fila.
Pasillo
elevado
Aire acondicionado
Falso suelo
Debajo de los ordenadores hay un segundo suelo con cables, tuberías de agua, fibras de red...
Los cables de cobre y de fibra óptica de MareNostrum 5 tienen una longitud total de 160 km.
Colocados en línea recta los cables llegarían hasta Perpiñán (Francia).
Perpiñán
FRANCIA
160 km
Barcelona
Refrigeración por agua
Los circuitos de agua enfrían los elementos del supercomputador de forma más eficiente que una refrigeración por aire.
27 ºC
42 ºC
Los circuitos de los chips enfrían el 90% del ordenador. El calor se reutiliza para calefactar el edificio.
Circuito que enfría el aire expulsado por las puertas traseras de los racks.
17 ºC
32 ºC
Qué es un rack (o armario)
Hay más de 180 racks. Contienen nodos con chips, tarjetas de red, memoria RAM, discos duros...
Cables de cobre o fibra
Circuito de agua en la puerta trasera: enfría el aire que sale del rack.
27 ºC
17 ºC
Aire
36 nodos por rack
Nodo acelerado
Tarjetas de red de
alto rendimiento
Disco duro
42 ºC
32 ºC
CPU
Circuito de agua para disipar calor
Memoria DDR5: 16
DIMMS de 32 Gb (512 Gb)
Chips acelerados
Cada uno de los 4.480 chips acelerados tiene más potencia que todo MareNostrum 1 (de 2004).
2023
8 cm2
2004
180 m2
El corazón del ordenador
Partición de propósito general
Partición acelerada para
avanzar en Inteligencia Artificial
Sirve para resolver grandes problemas de la ciencia. 90 racks, 6.480 nodos y 12.960 chips.
35 racks, 1.120 nodos y 6.720 chips (4.480 de ellos, acelerados).
Discos duros
Los resultados de los cálculos realizados se almacenan en 25 racks que contienen cada uno 816 discos duros de 18 Terabytes.
Espacio total neto: 248.000 TB.
Podrían almacenar 1.280 copias de todos libros catalogados a lo largo de la historia.
Particiones experimentales
Investigación en tecnologías que formarán parte de los supercomputadores del futuro.
Gestión y comunicaciones
Conecta todos los nodos entre sí, envía los resultados a las unidades de almacenamiento y permite su consulta externa.
Robot con 10.000 cintas magnéticas
De acceso lento, se usan porque consumen menos electricidad. Almacenan a largo plazo datos que se consultan con menor frecuencia.
20.000 cintas
de 20 Terabytes
Brazo
robótico
Infografía: Fundamentium.com / ABC
El supercomputador MareNostrum 5
Miles de billones de cálculos por segundo para acelerar la ciencia en Europa.
Dónde se encuentra
En el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS).
Ronda Dalt
Sagrada
Familia
Barcelona
Av. Diagonal
BSC
Camp Nou
Barrio
Gótico
Sants
Superficie ocupada
El supercomputador ocupa una sala con una superficie de 800 m2, similar a la de tres pistas de tenis. Los servicios (refrigeración, transformadores eléctricos...) ocupan casi el triple: 2.000 m2
26 m
31 m
Potencia de computación
La capacidad de cálculo de MareNostrum 5 es equivalente a 380.000 portátiles de gama alta. Los cálculos que hace en una hora, a un portátil le llevarían 46 años.
Rendimiento pico: 314 Petaflops/s. (314.000 billones de operaciones por segundo) y más de 2 Petabytes de memoria RAM.
46 años
2023
2069
Así es por dentro
Orientado a las visitas
Unas 20.000 personas visitan el supercomputador cada año. Se busca acercar la supercomputación al público y fomentar las carreras científicas, especialmente en niñas.
Electricidad
Llega a cada una de las filas mediante barras de aluminio, que son más eficientes que los cables.
Cuadros eléctricos
Distribuyen la electricidad en cada fila.
Pasillo
elevado
Aire acondicionado
Falso suelo
Debajo de los ordenadores hay un segundo suelo con cables, tuberías de agua, fibras de red...
Los cables de cobre y de fibra óptica de MareNostrum 5 tienen una longitud total de 160 km.
Colocados en línea recta los cables llegarían hasta Perpiñán (Francia).
Perpiñán
FRANCIA
160 km
Barcelona
Refrigeración por agua
Los circuitos de agua enfrían los elementos del supercomputador de forma más eficiente que una refrigeración por aire.
Aire acondicionado
42 ºC
Los circuitos de los chips enfrían el 90% del ordenador. El calor se reutiliza para calefactar el edificio.
32 ºC
27 ºC
Circuito que enfría el aire expulsado por las puertas traseras de los racks.
17 ºC
Qué es un rack (o armario)
Hay más de 180 racks. Contienen nodos con chips, tarjetas de red, memoria RAM, discos duros...
Cables de cobre o fibra
Circuito de agua en la puerta trasera: enfría el aire que sale del rack.
27 ºC
17 ºC
36 nodos por rack
Aire
Nodo acelerado
CPU
Tarjetas de red de
alto rendimiento
Disco duro
42 ºC
Memoria DDR5:
16 DIMMS de 32 Gb (512 Gb)
32 ºC
Chips acelerados
Circuito de agua para disipar calor
Cada uno de los 4.480 chips acelerados tiene más potencia que todo MareNostrum 1
(de 2004).
2023
8 cm2
2004
180 m2
El corazón del ordenador
Partición de propósito general
Sirve para resolver grandes problemas de la ciencia. 90 racks, 6.480 nodos y 12.960 chips.
Partición acelerada para
avanzar en Inteligencia Artificial
35 racks, 1.120 nodos y 6.720 chips (4.480 de ellos, acelerados).
Discos duros
Los resultados de los cálculos realizados se almacenan en 25 racks que contienen cada uno 816 discos duros de 18 Terabytes.
Espacio total neto: 248.000 TB.
Podrían almacenar 1.280 copias de todos libros catalogados a lo largo de la historia.
Particiones experimentales
Investigación en tecnologías que formarán parte de los computadores del futuro.
Gestión y comunicaciones
Conecta todos los nodos entre sí, envía los resultados a las unidades de almacenamiento y permite su consulta externa.
Robot con 10.000 cintas magnéticas
De acceso lento, se usan porque consumen menos electricidad. Almacenan a largo plazo datos que se consultan con menor frecuencia.
Brazo
robótico
20.000 cintas
de 20 Terabytes
Infografía: Fundamentium.com / ABC
El supercomputador MareNostrum 5
Cómo funciona
Los supercomputadores dividen los datos de los grandes problemas científicos en pequeñas partes para obtener soluciones que de otra forma llevaría décadas calcular.
Un nodo almacenaría, por ejemplo, una zona de la Tierra y sus datos meteorológicos:
• Temperatura, humedad, presión...
MareNostrum 5 tiene más de 8.000 nodos.
2
División entre nodos
Los datos se distribuyen entre los nodos. Un supercomputador resuelve problemas más complejos cuantos más nodos tiene.
Conjunto de
datos a analizar
Intercambio
Los resultados de cada nodo se comparten con el resto, para actualizar la información.
1
Nodos
Nuevos cálculos
Con los datos actualizados se realiza un nuevo cálculo. El ciclo se repite hasta llegar al resultado final.
2
3
Cálculos por partes
4
Cada uno de los nodos asignados realiza los cálculos de forma simultánea.
5
200 Gb/s
El intercambio de información se realiza a través de una red de conexión de alto rendimiento:
• Baja latencia, alta conectividad, gran ancho de banda
6
Almacenamiento
Los resultados finales se guardan en discos duros o en cintas.
Análisis
Los investigadores analizan los resultados desde su ordenador, de forma remota.
Quién lo usará
Acceso gratuito para los proyectos de investigación más valiosos para la sociedad, elegidos por comités externos.
50%
Proyectos europeos
Portugal
Turquía
50%
(de capacidad de cómputo)
España
Proyectos de países del Hosting Consortium*
Proyectos del Centro Nacional de Supercomputación (BSC)
Red Española de Supercomputación
20%
80%
Inversores
Hosting Consortium*
España
Portugal
Turquía
(*): The acquisition and operation of the EuroHPC supercomputer is funded jointly by the EuroHPC Joint Undertaking, through the European Union’s Connecting Europe Facility and the Horizon 2020 research and innovation programme, as well as the Participating States Spain, Portugal, and Türkiye.
Comisión Europea
Es la mayor inversión europea en España en una infraestructura científica
Inversión
202 millones de euros
151 millones para compra e instalación y 51 millones para el funcionamiento en un periódo de cinco años
Ejemplos de investigaciones
Gemelo digital de la Tierra
Destination Earth: el desafío europeo para analizar las consecuencias del calentamiento global en todos los rincones del planeta.
Modelos de lenguaje
Servirán para posicionar las lenguas europeas a la vanguardia de la Inteligencia Artificial.
Idioma
Palabra
Leer
decir
hablar
Lengua
expresar
escuchar
Gemelo digital del cuerpo humano
Para reproducir digitalmente enfermedades y tratamientos.
El modelo de corazón ya se utiliza para simulaciones antes de operaciones cardíacas.
Aviación más sostenible
Diseño y optimización de la aerodinámica de los aviones para que sean más eficientes y seguros.
Chips europeos
Para garantizar la independencia tecnológica europea en procesadores y semiconductores.
Infografía: Fundamentium.com / ABC
El supercomputador MareNostrum 5
Cómo funciona
Los supercomputadores dividen los datos de los grandes problemas científicos en pequeñas partes para obtener soluciones que de otra forma llevaría décadas calcular.
Un nodo almacenaría, por ejemplo, una zona de la Tierra y sus datos meteorológicos:
• Temperatura, humedad, presión...
Nodo
MareNostrum 5 tiene más de 8.000 nodos.
Conjunto de
datos a analizar
Nodos
1
División entre nodos
Los datos se distribuyen entre los nodos. Un supercomputador resuelve problemas más complejos cuantos más nodos tiene.
Cálculos por partes
2
Cada uno de los nodos asignados realiza los cálculos de forma simultánea.
3
Intercambio
Los resultados de cada nodo se comparten con el resto, para actualizar la información.
4
Nuevos cálculos
Con los datos actualizados se realiza un nuevo cálculo. El ciclo se repite hasta llegar al resultado final.
200 Gb/s
El intercambio de información se realiza a través de una red de conexión de alto rendimiento:
• Baja latencia, alta conectividad, gran ancho de banda
5
Almacenamiento
Los resultados finales se guardan en discos duros o en cintas.
6
Análisis
Los investigadores analizan los resultados desde su ordenador, de forma remota.
Quién lo usará
Acceso gratuito para los proyectos de investigación más valiosos para la sociedad, elegidos por comités externos.
Proyectos europeos
50%
Portugal
Turquía
50%
España
de capacidad de cómputo
Proyectos de países del Hosting Consortium*
Red Española de Supercomputación
80%
Proyectos del Centro Nacional de Supercomputación (BSC)
20%
Inversores
Hosting Consortium*
España
Portugal
Turquía
(*): The acquisition and operation of the EuroHPC supercomputer is funded jointly by the EuroHPC Joint Undertaking, through the European Union’s Connecting Europe Facility and the Horizon 2020 research and innovation programme, as well as the Participating States Spain, Portugal, and Türkiye.
Comisión Europea
Es la mayor inversión europea en España en una infraestructura científica.
Inversión
202 millones de euros
151 millones para compra e instalación y 51 millones para el funcionamiento en un periódo de cinco años
Ejemplos de investigaciones
Gemelo digital de la Tierra
Destination Earth: el desafío europeo para analizar las consecuencias del calentamiento global en todos los rincones del planeta.
Modelos de lenguaje
Servirán para posicionar las lenguas europeas a la vanguardia de la Inteligencia Artificial.
Idioma
Palabra
Leer
decir
hablar
Lengua
expresar
escuchar
Gemelo digital del cuerpo humano
Para reproducir digitalmente enfermedades y tratamientos.
El modelo de corazón ya se utiliza para simulaciones antes de operaciones cardíacas.
Aviación más sostenible
Diseño y optimización de la aerodinámica de los aviones para que sean más eficientes y seguros.
Chips europeos
Para garantizar la independencia tecnológica europea en procesadores y semiconductores.
Infografía: Fundamentium.com / ABC
Esta parte, destinada más a la computación experimental, ocupa el puesto 19º en el ranking de los superordenadores más avanzados del mundo, lo que convertirá al BSC en el único centro en albergar dos 'monstruos' dentro de la lista.
La computación cuántica, en la parrilla de salida
Pero aunque los superordenadores puedan ayudarnos a explorar las posibilidades de nuestro futuro, será la computación cuántica, capaz de realizar tareas en cuestión de segundos cuando a los 'clásicos' les costarían millones de años, la que dará el salto cualitativo que reescribirá lo que sabemos de ordenadores. Y aunque aún se trata de una tecnología 'en pañales' que los físicos aún tratan de 'domesticar', en el BSC implantarán dos nuevos ordenadores de este tipo con dos arquitecturas diferentes.
Por un lado, en los próximos meses se integrará la primera computadora de este tipo de la Red Española de Supercomputación (RES), que forma parte de la iniciativa Quantum Spain, impulsada por el Ministerio de Transformación Digital a través de la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial (SEDIA); y, por otro, uno de los primeros ordenadores cuánticos europeos, después de que la EuroHPC JU seleccionara al BSC como uno de los seis centros que albergarán la primera red europea de computación cuántica. Ambos ordenadores cuánticos serán de los primeros que entren en funcionamiento en el sur de Europa.
MÁS INFORMACIÓN
Además, todas estas instalaciones podrán seguir siendo visitadas por cualquiera que lo desee. «Estamos muy orgullosos que de al año vengan a conocernos unas 20.000 personas de todo el mundo -señaló Valero-. De ellos, unos 6.000 son escolares de primaria y unos 7.000 de secundaria. Necesitamos talento joven para los nuevos superordenadores del futuro. De hecho, ya estamos pensando en el MareNostrum 6».
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