El Barcelona Supercomputer Center (BSC)

El Marenostrum, el superordiandor més bell del món

Barcelona i Catalunya no són només centres d’excel·lència en gastronomia, medicina, esports, indústria de l’automoció, etc... sinó també ho són en fotònica i supercomputació. Aquesta setmana he visitat el superordinador Marenostrum 3.  Al referir-se al seu antecessor la revista Fortune va dir en el 2006: “No és el més ràpid del món, però sí el més bell”. Es referia a que l’ordinador està situat en una capella d’estil romànic construïda en el segle XX pel financer Girona en donació a la seva filla que es va fer monja. Cofinançat la major part pel govern espanyol, la Generalitat i la UPC, hom es pot preguntar com és que no està a Madrid. La resposta es deu al seu director Mateo Valero, una autoritat mundial en paral·lelisme (el sistema de funcionament dels superordinadors, on milers de processadors treballen en paral·lel), receptor de nombrosos premis internacionals i autor de més de 600 articles científics. Quan IBM va decidir construir un superordinador de propòsit general (fins aquell moment cada superordinador s’especialitzava en certes tasques com meteorologia, càlculs de reaccions nuclears, etc.) va dir que la condició per a oferir-lo a l’estat espanyol és que es posés a Barcelona. La raó: Mateo Valero.

En l’any 2004 aquest ordinador era el més ràpid d’Europa i el 4rt de món. Quan es va fer la posta al dia al cap de 2 anys era el primer d’Europa i el 5è del món. Malauradament, la crisi ha fet posposar les postes al dia fins el 2014. Avui dia està entre els 10 primers d’Europa i el 54 del món. Les primeres posicions les ocupen avui dia els xinesos i els americans que es van alternant en el ranking. Per a que tingueu una comparativa el superordinador xinés més ràpid del món té 312.000 processadors i una velocitat de càlcul teòrica de 55 petaflops (55 seguit de 15 zeros de operacions per segon). El Marenostrum té uns 50.000 processadors Intel, connectats per 100 km de fibra òptica i una velocitat de càlcul de poc més d’un petaflop. Consumeix una potència de 1,08 megawatt i la factura elèctrica que només la màquina genera és de 1,4 milions d’euros anuals. El sistema operatiu és Linux. La propera frontera en velocitat és l’exaflop (1.000 vegades més que el Marenostrum). A aquest pas els superordinadors necessitaran una central elèctrica dedicada només a ells.

Per a que serveix un superordinador? Bàsicament, per fer simulacions. Un exemple. Repsol explora petroli en el golf de Mèxic. Allí cal perforar a milers de metres de profunditat per travessar el mar i les capes salines sota el fons i arribar a possibles bosses de petroli. Cada perforació comporta una inversió de 100 milions de dòlars i la taxa d’èxit fins fa poc era de una de cada 10. Amb les dades subministrades pels vaixells que exploren el fons marí, el Marenostrum ha aconseguit passar la taxa d’èxit de 1 a 6 de 10. Un estalvi de 500 milions de dòlars i la raó per la qual Repsol ha finançat el nou edifici on s’instal·larà el proper ordinador del BSC. Ara es tracta d’un projecte europeu en el qual els principals països: Alemanya, el Regne Unit, França, Itàlia i  Espanya han decidit que cada un d’ells tindrà per torn rotatiu l’ordinador més potent d’Europa. L’any 2016 li tocarà al BSC.

Al BSC hi treballen 350 investigadors de més de 40 països que han treballat des de la seva fundació en més de 3.000 projectes. Normalment treballen en 20 o 30 projectes simultàniament.  Un altre exemple és el dels molins de vent d’Iberdrola: com situar-los en un lloc concret per a optimitzar-los. La supercomputació és la tercera pota de la ciència, essent les altres dues les formulacions teòriques i els experiments i observacions. Actualment, el BSC treballa en modelitzar el cor, un exemple d’investigació multidisciplinar on col·laboren informàtics, matemàtics i metges. https://www.youtube.com/watch?v=0sQ6J5aTUd0

Per modelitzar un objecte s’aplica el mètode dels elements finits que consisteix en discretitzar un objecte que es considera continu (encara que segons la teoria atòmica sabem que no ho és), governat per equacions diferencials i aproximar-lo per una malla de punts.  Quan més fina és la malla, millor l’aproximació i aquí entra la supercomputació, ja que no és el mateix calcular amb un centenar de punts que amb milions. El mètode converteix un problema d’equacions diferencials en un problema d’àlgebra lineal.