Clementina siglo XXI
Una de las cien computadoras más potentes del mundo llegará en breve a la Argentina. Estará instalada en el Servicio Meteorológico pero será utilizada por todos los grupos de investigación que así lo requieran. El nuevo equipo, que estará en funcionamiento en algunas semanas, constituye una herramienta indispensable para el desarrollo científico y tecnológico de nuestro país.
“Este logro es el resultado de un proceso que comenzó hace más de 10 años con la creación del Sistema Nacional de Computación de Alto Desempeño (SNCAD). En ese marco, se hizo un relevamiento que concluyó en que el país necesitaba multiplicar por 10 su capacidad de cálculo para satisfacer las necesidades del sistema científico nacional”, relata el físico Pablo Mininni, coordinador del SNCAD. Y completa: “Esta computadora no sólo viene a cubrir este déficit sino que pone al país en una posición privilegiada en el contexto internacional”.
Para brindar una idea más acabada de la trascendencia que esta adquisición tiene para el país, Minnini, investigador del CONICET y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, propone colocar el hecho en una perspectiva histórica y recuerda a Clementina, la primera computadora para fines científicos que funcionó en la Argentina entre 1961 y 1971, gracias al impulso del prestigioso investigador Manuel Sadosky. “Para darle su justa importancia a este acontecimiento, tenemos que tener en cuenta que Argentina no hacía una inversión de esta envergadura, en esta área, desde Clementina. Quiero decir que si uno toma el costo de Clementina en los años 60 y lo corrige por la inflación, el resultado te da un número muy similar a la erogación que se hizo para incorporar esta computadora”.
Argentina no hacía una inversión de esta envergadura desde la década del 60 cuando adquirió a Clementina la primera computadora para fines científicos que funcionó en el país.
En concreto, el nuevo equipo tiene una capacidad de 15,4 petaFLOPs lo que la ubica en el puesto 82 entre las cien computadoras más potentes del mundo. Además, se convertirá en el dispositivo más importante para uso abierto científico de toda Sudamérica, solo Brasil tiene máquinas más grandes pero utilizadas en el ámbito privado.
Pablo Mininni. Foto: Luiza Cavalcante.
“Es un salto enorme. Si tenemos en cuenta que la computadora más importante que tenemos actualmente, que se llama Huayra Muyu y funciona en el Servicio Meteorológico Nacional, tiene unos 340 TeraFLOPS, implica que el nuevo equipo es casi 40 veces más grande. Y comparado con las máquinas más grandes abiertas para el sistema científico, es más de 80 veces más potente”, se entusiasma Mininni.
Las posibilidades de uso que ofrece este nuevo ordenador exceden por mucho aquellas áreas que podrían surgir a primera vista, relacionadas con las ciencias de la computación, la inteligencia artificial o las ciencias de datos, sino que también abarcan un amplio abanico de temáticas. Así, van a poder aprovechar el cálculo de alto desempeño investigadores que hagan estudios de genómica, diseño de fármacos, nuevos materiales, modelado de cuencas petroleras y gasíferas, sistemas complejos, diferentes aspectos de la física, la astronomía y hasta algunos tópicos de las ciencias sociales.
Una vez que la computadora comience a funcionar, se lanzarán llamados periódicos abiertos anuales o semestrales de los que podrán participar científicos y científicas de todas las jurisdicciones del país. Cada grupo interesado deberá presentar un proyecto explicando qué es lo que quieren hacer y cuál es el tiempo que necesitan. Una vez evaluado por pares, se les asignará una determinada cantidad de horas de trabajo en la supercomputadora.
Un (no tan) largo camino a casa
Encarar un proceso de adquisición de un cluster de estas características no es una tarea trivial. La iniciativa puede entrar en interminables demoras o directamente fracasar por múltiples factores: errores en los pliegos de licitación, impugnaciones cruzadas entre los oferentes, judicialización del resultado, etcétera. Con el objetivo de minimizar la posibilidad de fallas se decidió recurrir a la expertise de una institución que ya había completado exitosamente un trámite similar unos años atrás: el Servicio Meteorológico Nacional.
El nuevo equipo tiene una capacidad 40 veces mayor que la computadora más grande que hoy funciona en nuestro país.
“El SMN es uno de los pocos organismos en Argentina que tiene experiencia en la instalación, administración y mantenimiento de este tipo de equipos a partir de lo ocurrido con la compra, en 2018, de Huayra Muyu, la computadora de alto desempeño más grande que hay hasta ahora en nuestro país”, relata Pablo Loyber, Director Nacional de Infraestructura Tecnológica y de Datos del SMN. Y añade: “Fue un caso exitoso. Se llevó a cabo la licitación, la adquisición y la instalación en un plazo muy razonable y ya lleva cuatro años funcionando sin caídas. Claro que, a diferencia de la actual, Huayra Muyu está ciento por ciento dedicada a tareas relacionadas con el pronóstico”.
Pablo Loyber. Foto: Luiza Cavalcante
A partir de la firma de un convenio, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación invirtió cinco millones de dólares para la compra del equipo, mientras el Ministerio de Defensa erogó cerca de dos millones para adecuar el data center dónde se está instalando la supercomputadora y para ampliar el suministro de energía que necesita la nueva máquina para funcionar. La empresa ganadora de la licitación fue Lenovo.
El nuevo equipo, que estará en pleno funcionamiento en algunas semanas, cuenta con 296 aceleradores gráficos (GPU) Intel Ponte Vecchio, y 5120 núcleos de procesadores (CPU) INTEL Sapphire Rapids HBM, de última generación, un almacenamiento distribuido de 1.66 petabytes y una red para interconexión interna entre sus nodos de 400 gigabits por segundo. De esta manera, apelando a sus GPU esta máquina podrá realizar quince mil trescientos millones de millones de operaciones matemáticas elementales por segundo.
“Se trata de una máquina que tiene una tecnología bastante disruptiva. Por un lado, tiene aceleradores gráficos (GPU) que son nuevos en el mercado y por eso creemos que los investigadores van a tener que pasar por un proceso de entrenamiento y aprendizaje para aprovecharlos al máximo -precisa Mininni-. Por otro, cuenta con procesadores tradicionales (CPU) parecidos a los de cualquier computadora, pero de última generación, que tienen una memoria integrada que los hace muchísimo más veloces. Los investigadores que los usen van a ver que son un 20 por ciento más rápidos que los que hoy existen en el mercado”.
Otro aspecto sumamente innovador es que debido a su tamaño y capacidad de cómputo, este equipo no puede ser refrigerado con el método tradicional de circulación de aire sino que es enfriado utilizando agua, una técnica que es nueva en el país. “El sistema funciona, básicamente, como si fuera un radiador, es decir, mediante circuitos de agua que están en contacto con los procesadores. Es muchísimo más efectivo y permite concentrar una mayor cantidad de procesadores en menos espacio”, explica Loyber.
La incorporación de este equipo va a cambiar la realidad de muchos grupos de investigación que hoy dependen de tener una colaboración internacional para poder concretar sus proyectos.
La máquina en su conjunto viene armada en cuatro racks, a los que se suman otros dos ocupados por las UPS y otros equipos como los packs de refrigeración y demás. En total, son 6 racks que ocupan una superficie de cerca de 7 metros cuadrados. Una vez instalada la supercomputadora, la empresa proveedora debe correr un test para comprobar su correcto funcionamiento y que el equipo entregue la capacidad de cómputo prometida. Además, el contrato incluye tres años de mantenimiento del sistema.
Salto hacia el futuro
El SMN, que alojará y administrará el equipo, tendrá reservado para sí el 10 por ciento de la capacidad de cómputo total del nuevo dispositivo, que será utilizado con dos fines específicos. Por un lado, funcionará como una redundancia efectiva para el caso de que la actual computadora abocada al pronóstico, Huayra Muyu, sufra algún desperfecto o haya que planificar una salida programada. Y, por otro, va a cumplir un rol muy importante como cama de pruebas para la próxima generación de pronósticos basados en un software que aproveche los GPU. “Hoy, en el mundo, ninguno de los sistemas de modelado numérico de pronósticos para los servicios meteorológicos públicos utiliza GPU. Todos están experimentando y probando nuevos sistemas para eventualmente dar ese salto, pero todavía nadie lo ha dado. Esta computadora nos va a dar la posibilidad de hacer las pruebas necesarias para definir un nuevo modelo numérico que aproveche las capacidades de la GPU y elegir la tecnología para la próxima computadora monopropósito del Servicio”, cuenta Loyber con satisfacción.
Para el sistema científico, la incorporación de esta facilidad va a cambiar la realidad de muchos grupos de científicos y científicas que hoy dependen de tener una colaboración internacional para poder concretar sus proyectos porque requieren de simulaciones que deben correrse en Estados Unidos o Europa. “La aparición de este equipo no es que vuelva innecesarias las colaboraciones internacionales, pero sí les va a permitir a muchos grupos locales planificar líneas de investigación y ejecutarlas localmente. Además, para los grupos que tienen colaboraciones, contar con capacidad de cálculo propia los va convertir en actores mucho más importantes de esas colaboraciones”, afirma Mininni, y remata: “Tener con una máquina de esta envergadura, que está entre las más poderosas del mundo, le permite al sistema científico argentino ser más ambicioso. Y a los investigadores les posibilita no solo aumentar sus capacidades sino también pensar cosas nuevas y disruptivas. Les permite soñar”.
