El MareNostrum 1, pionero de esta serie, ya estableció a España como un jugador clave en el campo de la supercomputación a nivel global. Con cada versión subsiguiente, el BSC ha escalado en potencia y eficiencia, con el MareNostrum 4 siendo un testimonio de la evolución tecnológica, ofreciendo un rendimiento extraordinariamente mayor que su predecesor. Ahora, el MareNostrum 5 se erige no solo como el supercomputador más potente de España, sino también como una de las máquinas de cálculo más avanzadas del mundo.
Barcelona Supercomputing Center (BSC)
El Barcelona Supercomputing Center, hogar de la serie MareNostrum, es un templo de la tecnología de alto rendimiento, al mismo tiempo que un centro neurálgico de investigación y desarrollo en Europa. Desde su creación, el BSC ha jugado un papel crucial en impulsar la investigación en diversas áreas científicas, desde la biología y la medicina hasta la física y las ciencias ambientales.
El BSC no solo se dedica a la investigación en supercomputación, sino que también participa activamente en proyectos multidisciplinarios, colaborando con instituciones y empresas a nivel internacional. Su enfoque integrador y su capacidad para manejar grandes volúmenes de datos lo convierten en un recurso indispensable para investigadores de todo el mundo.
El BSC también se ha comprometido con la promoción de la ciencia y la tecnología entre el público general. Mediante iniciativas educativas y programas de divulgación, el BSC busca inspirar a las nuevas generaciones y fomentar el interés en los campos de la ciencia y la tecnología. Esta combinación de excelencia tecnológica, investigación innovadora y compromiso con la educación y la divulgación pública subraya la importancia del Barcelona Supercomputing Center como un faro de conocimiento y progreso tecnológico.
El MareNostrum 5: un salto tecnológico
El MareNostrum 5 representa una evolución asombrosa en la serie de supercomputadores desarrollados por el Barcelona Supercomputing Center (BSC). Comparado con sus predecesores, este supercomputador es 23 veces más potente que el MareNostrum 4 y tiene alrededor de 10.000 veces la potencia del MareNostrum 1.
La capacidad máxima de cálculo del MareNostrum 5 alcanza los 314 petaflops, una cifra que equivale a la potencia combinada de más de 380.000 ordenadores portátiles de gama media alta. Esta capacidad de procesamiento coloca al MareNostrum 5 en una posición destacada a nivel mundial, capaz de realizar en una hora lo que a un portátil de gama media alta le llevaría 46 años.
MareNostrum 5 es uno de los tres supercomputadores preexaescala europeos, junto al sistema de EuroHPC JU, Lumi (Finlandia) y Leonardo (Italia).
Cuenta actualmente con dos particiones:
Partición de Propósito General: esta sección, la más grande del mundo basada en la arquitectura computacional x86 de Intel, cuenta con un rendimiento pico de 45,4 petaflops gracias al nuevo procesador Sapphire Rapids de Intel. Fabricada por Lenovo, esta partición está clasificada en la 19ª posición del ranking LINPACK y es capaz de dividir los recursos del supercomputador para ejecutar múltiples tareas o programas simultáneamente, aumentando la flexibilidad y eficiencia para diferentes usuarios o proyectos. Es ideal para aplicaciones que requieren una gran cantidad de cálculo y procesamiento de datos, como simulaciones científicas, análisis de grandes conjuntos de datos y operaciones complejas de modelado. La flexibilidad y potencia de esta partición la hacen adecuada para una amplia gama de investigaciones científicas y técnicas.
Partición Acelerada (GPU): fabricada por Eviden, esta sección del MareNostrum 5 es la tercera más potente de Europa y la octava del mundo, con un rendimiento pico de 260 petaflops. Equipada con 4.480 procesadores Nvidia Hopper100, esta partición está especialmente diseñada para tareas intensivas de inteligencia artificial y simulación numérica. Cada chip de esta serie posee más potencia que el MareNostrum 1 completo. Enfocada en la computación de alto rendimiento, especialmente en aplicaciones que requieren aceleración gráfica o procesamiento intensivo de inteligencia artificial. Esta partición está especialmente optimizada para algoritmos de IA y machine learning, ofreciendo un rendimiento excepcional en tareas como el procesamiento de lenguaje natural, el análisis de imágenes y la simulación de redes neuronales.
Arquitectura de MareNostrum 5
El MareNostrum 5 es un prodigio de la ingeniería y el diseño informático, representando una culminación de años de avances en la tecnología de supercomputación. La arquitectura de este superordenador es notable por su enfoque heterogéneo, diseñado para adaptarse a una amplia gama de necesidades de investigación. Esta configuración permite al MareNostrum 5 abordar eficientemente tareas desde simulaciones científicas complejas hasta procesamiento intensivo de datos para proyectos de inteligencia artificial.
El MareNostrum 5 representa una evolución asombrosa en la serie de supercomputadores desarrollados por el Barcelona Supercomputing Center (BSC).
La arquitectura del MareNostrum 5 se centra en una combinación de potencia de procesamiento masiva y una gestión eficiente del almacenamiento y los datos. El sistema está compuesto por varios racks de gestión y conectividad, que forman el núcleo de la máquina, permitiendo una comunicación fluida y eficiente entre los distintos componentes y nodos.
- Procesadores: el MareNostrum 5 incorpora procesadores Intel de última generación, que proporcionan una base sólida para la computación de propósito general. También cuenta con procesadores Nvidia Hopper, especialmente adaptados para tareas que requieren aceleración de gráficos y procesamiento de inteligencia artificial.
- Almacenamiento: el sistema de almacenamiento del MareNostrum 5 ha experimentado un salto significativo, pasando de 15 petabytes en el MareNostrum 4 a 650 petabytes. Con una capacidad neta de 248 petabytes en disco y 402 petabytes en almacenamiento de cintas, el sistema puede albergar una cantidad masiva de datos, equivalente a 1.280 copias de todos los libros catalogados a lo largo de la historia.
- Rendimiento: la velocidad de rendimiento del almacenamiento alcanza los 1.6 terabytes por segundo en lectura y 1.2 terabytes por segundo en escritura, lo que hace del MareNostrum 5 una de las máquinas más rápidas y potentes del mundo en términos de manipulación y análisis de datos.
Sistema de refrigeración y eficiencia energética
Dado el calor generado por el funcionamiento a alta capacidad, el sistema de refrigeración es una parte crucial de la arquitectura del MareNostrum 5. Utiliza un sistema de refrigeración por agua cerrado, que es mucho más eficiente que los métodos tradicionales de refrigeración por aire.
El diseño del sistema de refrigeración contribuye significativamente a la eficiencia energética general del supercomputador. El MareNostrum 5 apunta a un Power Usage Effectiveness (PUE) de 1.08, lo que significa que solo el 8% de la energía utilizada se destina a la refrigeración, una cifra impresionantemente baja para un sistema de esta magnitud.
Todo lo necesario para el funcionamiento del MareNostrum 5 (refrigeración, transformadores eléctricos, etc.), ocupa casi el triple de espacio de lo que ocupaba en el MareNostrum 4: unos 2.000 m2.
Financiación y costo del MareNostrum 5
El proyecto MareNostrum 5 representa una inversión significativa en el campo de la supercomputación, reflejando su importancia estratégica y su valor en la promoción de la investigación científica y tecnológica. El costo total de este ambicioso proyecto asciende a 207 millones de euros, una suma que cubre no solo el desarrollo y la construcción del supercomputador, sino también su consumo energético y mantenimiento durante los próximos cinco años.
El desglose del costo se divide de la siguiente manera:
- Desarrollo de la máquina: 151 millones de euros destinados al desarrollo y construcción del supercomputador MareNostrum 5. Esta inversión incluye la adquisición de hardware de última generación, como los procesadores Intel Sapphire Rapids y Nvidia Hopper, así como la infraestructura necesaria para albergar y operar el sistema.
- Consumo energético y mantenimiento: 56 millones de euros dedicados a cubrir los costos asociados con el consumo energético del supercomputador y su mantenimiento. Esto incluye los gastos de operación, refrigeración, actualizaciones y reparaciones necesarias para mantener el MareNostrum 5 funcionando a su máxima capacidad.
La financiación del MareNostrum 5 es un esfuerzo colaborativo que involucra a múltiples partes interesadas:
- Comisión Europea: el 50% de la financiación proviene de la Comisión Europea, lo que subraya la importancia del proyecto no solo para España sino para toda la Unión Europea. Esta contribución refleja el compromiso de la UE con el avance de la ciencia y la tecnología, y su apoyo a proyectos que impulsan la investigación y la innovación a nivel europeo.
- Consorcio público y colaboradores internacionales: el otro 50% del costo es asumido por un consorcio público que incluye al Gobierno de España, la Generalitat de Cataluña, la Universitat Politècnica de Catalunya, y dos países adicionales que forman parte del proyecto: Portugal y Turquía. Cada uno de estos miembros del consorcio ha contribuido en diferentes proporciones, reafirmando el valor que ven en el MareNostrum 5 como un recurso científico y tecnológico clave.
Utilidad del Marenostrum 5
El MareNostrum 5, con su capacidad computacional sin precedentes y su arquitectura innovadora, se posiciona como una herramienta clave en la vanguardia de la investigación científica y tecnológica. Este supercomputador no solo representa un logro significativo para el Barcelona Supercomputing Center y para España, sino que también es un activo valioso para la comunidad científica global. Las utilidades de MareNostrum 5 abarcan diversos ámbitos, cada uno de los cuales se beneficia de sus avanzadas capacidades de una manera única.
- Investigación científica y modelización climática: en el campo de la ciencia ambiental, MareNostrum 5 es una herramienta poderosa para modelar y entender el cambio climático. Puede procesar grandes conjuntos de datos ambientales, permitiendo a los científicos predecir con mayor precisión los patrones climáticos futuros y comprender mejor los impactos ambientales a escala global y regional.
- Medicina y biología: en el ámbito biomédico, el MareNostrum 5 facilita el desarrollo de modelos digitales del cuerpo humano, mejorando significativamente el campo de la medicina personalizada. Puede contribuir a la investigación en áreas como la genómica, el desarrollo de nuevos fármacos y terapias, y el análisis de grandes volúmenes de datos de salud.
- Inteligencia artificial y aprendizaje automático: gracias a su partición acelerada equipada con procesadores Nvidia Hopper, MareNostrum 5 es una plataforma ideal para entrenar y desarrollar modelos de IA avanzados. Esto es crucial en aplicaciones que van desde el procesamiento del lenguaje natural y el reconocimiento de patrones hasta la simulación de sistemas complejos y la toma de decisiones basada en datos.
- Ingeniería y simulación numérica: en ingeniería, MareNostrum 5 permite realizar simulaciones numéricas detalladas, fundamentales para el diseño y análisis en campos como la aerodinámica, la ingeniería estructural y la investigación de materiales. Esto impulsa innovaciones en áreas como la construcción, la energía y el transporte.
- Análisis de datos y big data: con su gran capacidad de almacenamiento y procesamiento, MareNostrum 5 es una herramienta indispensable para el análisis de big data, permitiendo a los investigadores y a las empresas explorar y comprender grandes conjuntos de datos, desde la información financiera y comercial hasta los datos socioeconómicos.
- Educación y formación: el MareNostrum 5 también sirve como una plataforma educativa, ofreciendo a estudiantes y académicos la oportunidad de trabajar con tecnología de punta, fomentando así la formación y el desarrollo de talento en campos de alta tecnología.
Como veis, todo un catalizador para el progreso en una amplia gama de disciplinas.
