Así es MareNostrum 5, el nuevo ordenador que llegará a Barcelona

La llegada del nuevo superordenador a España cambiará muchas de las reglas del juego. Será uno de los más potentes del mundo (17 veces superior a su predecesor) y la llave que permitirá que la UE sea tecnológicamente independiente de otros continentes.

El Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) anunció ayer la llegada del MareNostrum 5 para finales de 2020. En ese momento, será uno de los superordenadores más potentes del mundo, capaz de alcanzar una potencia pico de 200 petaflops, hasta 17 veces superior a su predecesor (el MareNostrum 4 alcanzaba los 13,7 petaflops) y 10.000 veces mayor que la potencia del primero de la saga, tres lustros atrás, en 2004.

Toda esta potencia lo sitúa como uno de los ordenadores pre-exascala (aquellos capaces de superar la barrera de los 150 petaflops), algo que hasta hace muy poco era una quimera: hasta finales de 2017 ninguno de los supercomputadores del planeta superaba la barrera de los 100 petaflops; es decir, 100.000 billones de operaciones por segundo.

Pero, ¿qué es? Básicamente, un superordenador es un conjunto de ordenadores que trabajan en sincronía y a máxima potencia. Los procesadores de cada ordenador trabajan en conjunto de un modo similar al de los transistores de un microchip.

Por ahora se sabe muy poco sobre las especificaciones del MareNostrum 5. Sí será mucho más grande y estará repartido entre la capilla de Torre Girona, donde «vive» el MareNostrum 4, y las plantas inferiores del nuevo edificio del Barcelona SuperComputing Center. De lo poco que sabemos podemos deducir, sin embargo, algunas de sus características. El MareNostrum 4 cuenta con 153.216 núcleos repartidos entre 3.456 procesadores o nodos, algo que le permitió ocupar el puesto 13 entre los 500 superordenadores más potentes del mundo en junio de 2017.

En este ranking, el número 1 es el Summit, ubicado en Estados Unidos. Roza los 200 petaflops gracias a sus 9.216 nodos y sus más de 200.000 núcleos. Así, podemos deducir que el Mare Nostrum 5 tendrá cerca de 10.000 procesadores y cerca de un cuarto de millón de núcleos. Con él, en el Centro Nacional de SuperComputación de Barcelona, trabajarán más de 600 expertos provenientes de unos 40 países.

Lógicamente esto no es gratis. El coste de hacer realidad el MareNostrum5 será de 223 millones de euros, incluyendo el mantenimiento del mismo durante cinco años. El 50 % de esta cifra la asumirá la UE y la otra mitad, los miembros del consorcio: España, Portugal, Croacia y Turquía.

Soberanía y seguridad

Lo interesante es que no solo estamos hablando de capacidad de procesamiento (fuerza bruta en cierto sentido), sino también de «creatividad». Durante la presentación, el director del BSC, Mateo Valero, señaló que el MareNostrum 5 incorporará una plataforma experimental dedicada a desarrollar nuevas tecnologías hechas en Europa para la futura generación de superordenadores. El objetivo es claro: no solo se persigue convertirse en un referente a nivel global, también en una herramienta para conseguir la independencia tecnológica de Estados Unidos y China. «Europa, por seguridad y por soberanía, no puede seguir con el alto grado de dependencia que tiene respecto a las tecnologías de computación fabricadas en otros continentes – explica Valero –. Europa necesita desarrollar hardware; si queremos ser soberanos y tecnológicamente independientes necesitamos construir procesadores». «En el CNS –prosigue– estamos firmemente convencidos de que el desarrollo de tecnología propia debe ser una prioridad para los investigadores europeos en ciencias de la computación».

Gracias a ello, el MareNostrum 5 incluirá una plataforma para crear chips europeos y evitar que cualquier conflicto futuro entre gigantes tecnológicos, como el actual de Huawei y Trump, afecte a la investigación local. Será, en pocas palabras, un comienzo del «yo me lo guiso, yo me lo como» del sector tecnológico a nivel Unión Europea.

A propósito de ello, la Comisión Europea también ha anunciado que el Barcelona Supercomputing Center será uno de los tres proyectos pre-exascala en el marco del EuroHPC. A Barcelona se unirán también otros dos superordenadores en Bolonia (Italia) y Kajaani (Finlandia). Este último es uno de los más interesantes por un aspecto específico de los superordenadores: cómo logran enfriar la enorme cantidad de calor que desprenden. Uno común tiene unos pequeños ventiladores que evitan el sobrecalentamiento de los circuitos, pero en los superordenadores esto no siempre es posible.

Consumo eléctrico

Así, de acuerdo con Omkar Kulkarni, de la Universidad de Edimburgo, «para enfriar activamente el aire caliente en una sala de ordenadores se necesitará hasta un 40% más de energía de la que usa un ordenador convencional. Y el consumo total de energía destinado a este propósito es del 5%». El Tianhe-2, el superordenador más potente del mundo hasta 2015, consumía 17,8 megavatios (MW) de electricidad. Y tenía una potencia de 33,9 petaflops. El MareNostrum 5 poseerá casi 7 veces más potencia. Si tenemos en cuenta que el 5% del consumo eléctrico está destinado a enfriamiento, el Tianhe-2 consumía lo mismo que 650 hogares solo para enfriarse. Por ello es tan interesante el emplazamiento del superordenador de Finlandia, a unos 260 km del Círculo Ártico: allí se puede usar un sistema de enfriamiento natural y reducir mucho el gasto energético y la contaminación. ¿Opciones para Barcelona? El Mediterráneo puede actuar como alternativa: David J. Martínez, de los Laboratorios Nacionales Sandia, ha creado un método para ello que consiste en utilizar tuberías de agua que actúen como serpentinas y circulen constantemente por el interior de los gabinetes donde estarán los ordenadores. Sea como sea, la realidad es que se trata de una iniciativa muy importante para España, que se situará a la cabeza de la tecnología y con una amplia dosis de independencia tecnológica. Para Pedro Duque, ministro de Ciencia, «es fundamental el trabajo que está desarrollando la UE en esta área tecnológica para que Europa pueda seguir compitiendo con EE UU, China y Japón, que han avanzado mucho en este campo».

Cuando el MareNostrum 5 esté listo, en un año y medio, superará a finales de 2020 a todos los actuales superordenadores. Claro que no solo Europa está avanzando en este sentido: tanto China como EE UU ya tienen en marcha sus propios proyectos y estos incluyen máquinas capaces de alcanzar los 1.000 petaflops.