Así es el nuevo supercomputador MareNostrum 5, la mayor inversión científica europea en España

Una máquina para impulsar la investigación con gemelos digitales, replicas virtuales de sistemas complejos (como una persona o la atmósfera del planeta) que permita estudiar al detalle cómo afectará un determinado fármaco al cuerpo humano o cómo combatir mejor el cambio climático. Lo bastante potente como para entrenar inteligencias artificiales para que hablen de manera nativa en español y que sus algoritmos no se basen solo en el inglés o en chino, o de finalizar el diseño del chip abierto, clave para la soberanía tecnológica europea. Capaz de hacer cálculos de ingeniería avanzada comprender y manejar mejor nuevas formas de energía como la fusión nuclear, uno los retos científicos de nuestro tiempo.

Son algunos de los propósitos del MareNostrum V5, el nuevo supercomputador presentado este jueves en el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS). Un poderoso ordenador capaz de realizar 314.000 billones de cálculos por segundo (314 petaflops), con un coste de 202 millones de euros que representa la mayor inversión científica europea en España hasta la fecha y que coloca al país en el podio de la computación europea. Solo Italia y Finlandia cuentan con máquinas similares.

El uso principal de MareNostrum 5 será la investigación de científicos españoles y europeos, aunque también será accesible para la investigación privada, bajo condiciones especiales. Las empresas que quieran optar a él deberán presentar sus proyectos a concurso y se valorarán según su importancia y trascendencia. En total, España, Portugal y Turquía (principales cofinanciadores del MareNostrum 5) se repartirán el 50% del tiempo de trabajo de la máquina, mientras que el consorcio europeo EuroHPC JU asignará el otro 50% entre iniciativas del resto del continente.

España ya tenía un supercomputador, el MareNostrum 4, pero la computación no perdona el paso del tiempo y tras siete años se había quedado anticuado para los retos a los que debía enfrentarse. Su sucesor es 20 veces más potente. También es notablemente más grande (800m2, como tres pistas de tenis), lo que hace que su instalación no se haya realizado en la capilla que ocupaba el anterior modelo y que le había valido varios premios de belleza de supercoputadores (sí, existen).

Esa capilla no se abandonará, ya que el centro va a utilizarla para a partir de ahora para albergar los sistemas de computación 100% europeos que se construyan a partir de ahora. Uno de ellos será uno de los ordenadores cuánticos que se están construyendo España, prototipos de investigación que se espera que impulsen las fronteras de la ciencia. Tanto este espacio como la nueva instalación del MareNostrum 5 seguirán recibiendo visitas del público, de hasta 20.000 personas al año.

El MareNostum 5 se ha mudado a un nuevo edificio construido en el BSC-CSN destinado a cobijarlo de la mejor manera. Ahí es donde se han instalado los 4.480 procesadores de última generación Hopper de Nvidia, carísimos pero vitales para competir de tú a tú con las empresas estadounidenses en la investigación y desarrollo de inteligencia artificial. Unos chips de unos 8 cm2 cada uno con más potencia que todo el MareNostrum 1 instalado en 2004, que ocupaba toda la capilla (180 m2) y era el cuarto supercomputador más rápido del mundo.

El resto de características técnicas no se quedan atrás. En su memoria de 650 Pbytes, más de 40 veces mayor que la del MareNostrum 4, cabrían 1.280 copias de todos los libros catalogados a lo largo de la historia. Están separados en dos sistemas, uno de consulta inmediata y otro de larga duración basada en cintas, más lenta pero con menos consumo energético.

Todo esto es necesario para avanzar en en dos ámbitos conexos como son la IA y la capacidad de simulación. Es la manera de anticiparse a los problemas y de probar posibles soluciones “Al aumentar la potencia de cálculo, la memoria del sistema y el número de núcleos, MareNostrum 5 ayudará a solucionar más problemas, y de mayor complejidad”, detalla Mateo Valero, director del BSC-CNS, donde trabajan unas 950 personas, 800 de ellas investigadores.

“Por ejemplo, las simulaciones de cambio climático podrán tener mayor resolución, pasando de representar fenómenos con escalas espaciales de cientos de kilómetros a incluir procesos que tienen lugar en escalas de pocos kilómetros, lo que hará que las predicciones sean mucho más precisas y fiables”, añaden los responsables del centro. España y el MareNostrum 5 tendrán un rol protagonista en el proyecto Destination Earth de la UE, “cuyo objetivo es desarrollar una réplica virtual completa del planeta Tierra que permita predecir los efectos del cambio climático, y crear y testear escenarios para un desarrollo más sostenible”.

Un supercomputador para investigar, no para colgarse medallas

La ficha técnica del nuevo supercomputador abruma por su potencia. Sin embargo, hay un aspecto en el que los investigadores del BSC-CNS insisten mucho: no está diseñado para ganar carreras. Porque sí, también la hay: una competición anual que categoriza los 500 supercomputadores más veloces. Sus ganadores acaparan premios y titulares. ¿Estará ahí el MareNostrum 5? Sí, pero no.

La nueva máquina de Barcelona está construida conectado varios supercomputadores a un mismo sistema. Cada uno de ellos tiene características diferentes y es adecuado para tipos de investigación diferentes. Hay “una partición de propósito general, dedicada a la computación clásica, y una partición acelerada, diseñada para ampliar las fronteras del conocimiento en inteligencia artificial”, explican los investigadores.

Cada uno de esos supercomputadores compite por separado en el TOP500, que así se llama la mencionada competición. Los científicos españoles han comprobado que ambos, por separado, entran en el top 20 de sistemas más potentes de todo el mundo: la partición de propósito general entra en el puesto 19º y la de IA, en el 8º. “Si lo hubiéramos construido con el objetivo de ser el más rápido del mundo podríamos haber competido por los primeros puestos”, destaca Valero, “pero nuestro objetivo es tener la mejor máquina posible para todos los tipos de investigación”.

La división en varios supercomputadores hará que el MareNostrum 5 no será el más rápido de la lista, pero a cambio, sí colocará al BSC-CSN como el único centro de investigación que tiene dos sistemas entre los 20 más potentes del mundo.

Además del arranque del nuevo supercomputador (a la que han asistido el presidente del gobierno Pedro Sánchez y el de la Generalitat, Pere Aragonès), la presentación del MareNostrum 5 supone otro hito. “Marca el camino para el próximo MareNostrum 6, que esperemos incorpore tecnología europea, un hito que podría ser realidad dentro de 5 o 6 años”, ha afirmado Valero.