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Para qué se usa la supercomputadora más poderosa del país, que estará entre las 100 mejores del mundo

Días atrás se anunció oficialmente la compra en Argentina de una supercomputadora que estará “entre las 100 más potentes del mundo”. Se trata de lo que se conoce como “High Performance Computing” (HPC), o computación de alto rendimiento, y tiene múltiples usos a nivel federal.

“Un sistema de computación de alto rendimiento es un sistema diseñado para tareas que una computadora común no puede realizar, porque son muy grandes o porque requerirían un montón de horas para terminar”, explica a Clarín Pablo Minnini, coordinador del Sistema Nacional de Computación de Alto Desempeño (SNCAD) del Ministerio de Ciencia y Tecnología.

El equipo, instalado en el Data Center del Servicio Meteorológico Nacional, será financiado por el Ministerio de Defensa por un costo de 265 millones de pesos para su instalación. Pero para llegar a esto, hubo una licitación que fue ganada por Intel y que le permitió al país conseguir un equipo multimillonario, por un precio reducido.

Sin embargo, como cuenta Minnini, “no alcanza solo con tener el equipo”: la computación de alto rendimiento también implica “la infraestructura necesaria y a los recursos humanos con el conocimiento para mantener a estos sistemas y para poder usarlos: la computación de alto rendimiento es el conjunto de computadoras muy grandes, centros de datos que las albergan, y recursos humanos capacitados para usarlas”.

Para darse una idea, el año pasado, la Provincia de Córdoba estrenó Serafín, una supercomputadora que equivale a 300 PC de escritorio (promedio), con un poder de cómputo de 156 billones de operaciones por segundo. El nuevo equipo, en cambio, 15390 TeraFLOPs, es decir más de 15 mil billones.

​Acá, Minnini cuenta cómo es el equipo nuevo, que es aún más poderoso, para qué sirve y qué implica esto para la Argentina a nivel avance computacional.

─¿Por qué se le dice “supercomputadora” al HPC?

─Se usan equipos que pueden pensarse como muchas computadoras juntas, pero que tienen tecnologías especiales para conectarse entre sí y trabajar en forma eficiente. Además, estos equipos suelen usar tecnologías específicas en los procesadores, en aceleradoras (usualmente llamadas GPUs, porque derivan de las unidades de procesamiento gráfico que usan nuestras computadoras para generar gráficos 3D), y en métodos de refrigeración que años más tarde llegan a nuestras computadoras o al datacenter comercial.

─¿Para qué se usan estos equipos?

─En el mundo estos equipos se usan para resolver problemas científicos, problemas industriales, de la industria petrolera, para cuestiones de defensa, para el pronóstico meteorológico, y para muchas cosas más.

Equipo actual del SMN ─¿Qué significa que sea Top 100?

─Significa que esta máquina estará entre las 100 más grandes del mundo, en una lista en la que los países informan sus computadoras más grandes de uso público, de defensa, y de uso privado. La estimación es que hoy este sistema, por su tamaño, estará en el puesto 82. El lugar definitivo dependerá de mediciones que se harán cuando el equipo esté instalado dentro de pocos meses, en mayo de 2023.

─¿Qué usos concretos tendrá en Argentina?

─Tiene múltiples usos: entrenamiento en problemas de inteligencia artificial, resolver problemas complejos de física y química, diseño de drogas, estudios en bioinformática y genómica. Estas computadoras también se usan para problemas inversos que se deben resolver al hacer prospección de petróleo. Y para el pronóstico meteorológico.

─¿Cómo sería esta aplicación para el pronóstico del tiempo?

─El Servicio Meteorológico Nacional (SMN) ya tiene un equipo de 370 TFLOPS que se usa para el pronóstico, y que mejoró mucho la calidad del mismo al poder realizar múltiples “copias” del pronóstico cada 3 horas, y así poder calcular mejor la probabilidad de que ocurran diferentes fenómenos en la atmósfera.

El nuevo equipo: una bestia del cómputo Los “racks” donde se apila el poder de cómputo. Foto HPC ─¿Qué capacidad de cómputo tiene el nuevo equipo?

─El equipo tiene una capacidad de cómputo de 15390 TeraFLOPs. Un FLOP es una operación de punto flotante (es decir, una suma, resta o multiplicación de dos números decimales), y FLOPs es la medida de operaciones por segundo. Así, 15390 TeraFLOPs significa que esta computadora puede realizar 15.390 billones de sumas, restas o multiplicaciones en cada segundo.

─¿Cómo fue la licitación y por qué decidieron trabajar con Intel?

─El proveedor del sistema es Lenovo, que usa procesadores y aceleradoras (GPUs) de Intel, junto con tecnologías propias de Lenovo y de otras marcas. Se realizó una licitación pública internacional y se presentaron 3 empresas que tienen experiencia en el área y equipos en el TOP 500 (la lista de las 500 supercomputadoras más grandes en el mundo).

─¿Qué tuvieron en cuenta en la licitación?

─Se consideró la oferta económica pero también la calidad del equipo, la capacidad de cálculo, la eficiencia energética, el servicio de post-venta, y los resultados de pruebas de eficiencia que cada oferente debía realizar. Lenovo fue el ganador por presentar la mejor oferta en la mayoría de los puntos evaluados. La oferta de Lenovo usa procesadores y aceleradoras (GPUs) muy nuevas de Intel, que todavía no están en el mercado, que les permitieron ofrecer una capacidad de cálculo muy grande.

─¿Qué costo tuvo?

─La computadora costó 5 millones de dólares, y este precio incluye 3 años de mantenimiento por parte de la empresa proveedora del equipo. Es la inversión más grande realizada para el área de cómputo de alta performance en Argentina hasta el momento, pero también es el menor precio pagado por FLOP (es decir, por capacidad de cálculo) por nuestro país para un sistema de cómputo científico.

Costó cerca de 5 millones de dólares. Foto HPC ─¿Qué procesadores usa?

─La computadora tiene procesadores y aceleradoras. Los procesadores son Intel Sapphire Rapids HBM, que tienen una memoria muy rápida integrada al procesador, con una tecnología similar a la que utilizan las tarjetas de video que se usan para videojuegos. Esto les permite acceder muy rápidamente a los datos necesarios para realizar cualquier tipo de cálculo, y son los primeros procesadores disponibles con este tipo de memoria. Las aceleradoras (que proveen la mayor parte de la capacidad de cálculo) son Intel Ponte Vecchio. En este momento son las GPUs más rápidas que existen. En Estados Unidos, Argonne National Laboratory está comprando una supercomputadora con la misma tecnología de Intel, aunque de un proveedor diferente y con una tamaño bastante más grande.

─¿A qué equivale, en términos de equipos de consumo masivo?

─Como comparación, una Playstation 5 tiene una capacidad de cálculo de 9,2 TeraFLOPs, y una MacBook Pro en el tope de gama de las laptops tiene una capacidad de cálculo de 5,3 TeraFLOPs. Esta computadora es equivalente a 1672 Playstation 5, a 2903 MacBook Pro, o a más de 5000 laptops promedio.

─Y, sin embargo, es bastante más que eso.

─Claro, no alcanza con apilar 1672 Playstation o 5000 laptops en una habitación, porque también hace falta conectarlas eficientemente, tener un sistema de almacenamiento (es decir, discos rígidos) para todos los datos que este sistema puede generar, y hacerlo en forma eficiente desde el punto de vista energético. Mientras que 1672 Playstation 5 necesitan 585 KW para funcionar, este sistema tiene un pico máximo de tasa de consumo eléctrico de 233 KW.

El lugar del HPC en Argentina Computación de Alto Rendimiento. Foto: Shutterstock ─¿Cómo es el día a día con un equipo así? ¿Cuántos equipos trabajan con ella y qué hacen, concretamente?

─Los usuarios se conectan a la computadora en forma remota. No es muy diferente a conectarse a un portal que te permite ver qué recursos están disponibles y cuáles podés usar. Y envían sus trabajos al sistema que tiene una cola que ejecuta los trabajos a medida que llegan, parecido a la espera para que te atiendan en un banco o un turno médico. De esta forma, en cualquier momento del día pueden haber muchos grupos trabajando en forma simultánea con el equipo, en problemas muy diferentes. Y el equipo está prendido y disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Para acceder al equipo se van a solicitar proyectos, que serán evaluados por un panel de expertos, y que decidirán cuántas horas de cálculo puede usar cada proyecto.

─¿Qué implica para la Argentina tener este equipo?

─Argentina tenía un déficit importante en su capacidad de cómputo científico. Brasil tiene varias computadoras en el TOP 500. México tuvo (aunque hoy no tiene ninguna en esa lista), y Chile está trabajando para aumentar su capacidad de cómputo. En el caso de Brasil, muchas de las supercomputadoras se usan para la búsqueda de yacimientos de petróleo. En Argentina contar con estas herramientas es crucial, por ejemplo, para tener un pronóstico meteorológico para todo el país. Esto tiene un impacto económico importante, tanto para la producción agrícola como para los sistemas de alerta frente a desastres naturales. El SMN adquirió hace 4 años un equipo dedicado en forma plena al pronóstico, que tuvo un impacto muy grande. Y un equipo de uso abierto para toda la comunidad científica, para el sector tecnológico y para la industria, tendrá un impacto aún mayor.

─¿Qué impacto tiene en la industria del conocimiento local?

─La adquisición de este equipo forma parte también de un plan, que evaluó las necesidades del país, y que incluye la formación de recursos humanos y la articulación con diferentes actores. En el país existe un sistema de centros de cómputo de uso científico desde hace más de una década. En 2019 el sistema de ciencia y técnica identificó la necesidad de contar con un equipo más grande que los existentes, y se escribió un plan estratégico. Esta evaluación detectó que la capacidad de cómputo instalada debía multiplicarse al menos por 10 para satisfacer las necesidades del país. El equipo que se acaba de comprar multiplica por 40 la capacidad del equipo del SMN, y por 100 la del equipo más grande de uso científico disponible hoy en Argentina. Va a tener un impacto grande en ciencia y tecnología, permitiendo resolver problemas nuevos, y en el SMN donde servirá para probar nuevas tecnologías y para formar recursos humanos.

SL

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