Será el equipo más poderoso del país y es uno de los proyectos más ambiciosos de la universidad, que permitirá reforzar y potenciar la producción de conocimiento en todas las áreas 

Foto: Mayra Guarneros

Josué Cantorán

@josuedcv

Imagine que se dedica a la ingeniería y tiene a su cargo la construcción de un complejo de edificios en un terreno accidentado con barrancas y desniveles. No es un proyecto simple porque debe estudiar cuidadosamente las propiedades de los materiales, la distribución de las construcciones y otras variables para que todo salga bien. No hay espacio para el error. No puede permitirse que un mal cálculo en la resistencia del material, o en su masa, provoque el colapso del último piso de un edificio central.

Ahora imagine que lo suyo es la astronomía y que una de sus sesudas investigaciones le obliga a ubicar la posición exacta en la que estará un determinado astro de una determinada galaxia en un instante determinado del tiempo. Tiene usted todos los datos a la mano: la línea que forma la órbita de ese astro, la velocidad en la que se mueve, el comportamiento preciso de los astros cercanos. Pero ni cinco pizarrones con fórmulas y ecuaciones, como los que llenan las mentes geniales de las películas, le serán suficientes para encontrar el dato del que precisa.

Por último imagine que pertenece a un equipo de investigación de física y en algún laboratorio escondido en Europa usted se dedica a colisionar protones a velocidades tan altas que en su impacto se producen todas las partículas microscópicas conocidas, y también las que no se han descubierto aún, más que en la teoría. Las investigaciones de su equipo podrán redefinir el modelo estándar de la física, pero analizar todos los datos y las millones de variables que le arrojan sus experimentos les podría llevar años, décadas.

Lo que usted necesita, en cualquiera de los casos anteriores, es una supercomputadora.

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A principios de junio de este año, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) anunció con bombos y platillos el arranque de uno de sus proyectos tecnológicos más ambiciosos: tan ambicioso que en él participaron 89 docentes e investigadores de las distintas facultades y unidades académicas de la institución, tan costoso que recibirá un financiamiento de 53 millones de pesos –en su mayoría de la propia universidad y el Conacyt–, tan importante que se unieron a su desarrollo otras instituciones como el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y la Universidad de las Américas Puebla (UDLAP).

[quote_box_right]Para tener una idea de su capacidad, el científico nos pone un ejemplo: un teraflop es la unidad con que se mide la cantidad de operaciones aritméticas que una computadora puede realizar por segundo. Cada teraflop consta de un billón de operaciones por segundo, y el laboratorio de la BUAP tendrá capacidad de 150 teraflops.[/quote_box_right]

El Laboratorio Nacional de Supercómputo (LNS) del Sureste de México, una vez instalado, será el tercero en su tipo en el país y se pretende que sea utilizado por investigadores y científicos de todas las áreas y disciplinas de la universidad, así como de otras instituciones que lo soliciten. Se espera que refuerce y eficiente la investigación científica y que acelere la producción de papers académicos, lo que sin duda permitirá que la universidad abone aún más a la generación de conocimiento científico.

En su primera etapa, el laboratorio estará ubicado en las instalaciones del Data Center del Sistema de Información Universitaria, en Ciudad Universitaria, y más tarde contará con un edificio propio. El proyecto, administrativamente, depende de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado, y estará finalmente disponible en 2015.

Pero, ¿qué es un laboratorio de supercómputo? ¿Qué es una supercomputadora?

–El Laboratorio Nacional de Supercómputo –explica Humberto Salazar Ibargüen, director del laboratorio– va a consistir en un conjunto muy grande de procesadores ubicados en los llamados nodos de procesamiento, que van a trabajar como si fuera una sola supercomputadora. El número de nodos va a rebasar los 160 y cada uno se espera que tenga 24 cores, de tal manera que vamos a estar cercanos a los 5 mil núcleos de trabajo.

Eso significa que la supercomputadora es un sistema de núcleos integrados y conectados entre sí a través de procesadores de alta velocidad, mismos que además tienen acceso a un sistema de almacenamiento de mucha mayor capacidad que los de las computadoras comerciales y softwares de cálculo y simulación sumamente sofisticados.

Para tener una idea de su capacidad, el científico nos pone un ejemplo: un teraflop es la unidad con que se mide la cantidad de operaciones aritméticas que una computadora puede realizar por segundo. Cada teraflop consta de un billón de operaciones por segundo, y el laboratorio de la BUAP tendrá capacidad de 150 teraflops.

En cuanto al almacenamiento, hay una situación similar. La capacidad de almacenamiento de la supercomputadora universitaria será de al menos un petabyte, lo que significa mil billones de bytes. Si usted tiene una laptop convencional, quizá cuente con cuatro gigabytes, lo que representa sólo 4 mil millones de bytes. Así que, si compara, su computadora personal es unas 250 mil veces menos efectiva que la que tendrá la universidad.

–En el momento en que se instale va a ser el equipo más poderoso en México –asegura Salazar Ibargüen.

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Claro está, por su capacidad, que entre los fines del laboratorio Nacional de Supercómputo no se encuentran actividades prosaicas o sencillas, pero las áreas que podrán verse beneficiadas con el laboratorio son prácticamente todas: desde las ciencias duras como la física y las matemáticas hasta la química molecular y las ingenierías, pero también incluso las ciencias del lenguaje, cuyas investigaciones manejan un alto número de datos y variables, y hasta el área de cinematografía, que recientemente ha hecho uso de las herramientas del supercómputo.

–Actualmente esos grupos de trabajo resuelven sus problemas en computadoras externas o tienen pequeños clústers donde por lo menos reducen los tiempos de cálculo, pero realmente están lejos de poder atender sus necesidades. Se espera que con esta supercomputadora vamos a atender de entrada todas las necesidades de cómputo en la BUAP de los grupos de investigación.

Humberto Salazar Ibargüen, quien es investigador SNI nivel 3, asegura que ya al menos 20 grupos de investigación de posgrado de distintas facultades han solicitado hacer uso del laboratorio y han presentado los proyectos correspondientes para argumentar por qué sus investigaciones requieren del supercómputo.

[quote_box_right]Eso permite adelantarse al investigador. Antes de realizar sus experimentos “fisicamente”, puede simularlos en la supercomputadora y analizar los resultados que ésta arroje para después, si es necesario, comprobarlas ya en directo.[/quote_box_right]

Ya hay cola para usar el laboratorio. Por tanto, y como ocurre en otros centros de investigación similares, se debe crear un comité que analice los proyectos que desean hacer uso del laboratorio y dictamine cuáles de ellos podrán hacerlo y cuándo, dando prioridad a aquellos que sean más necesarios.

–Ése es un reglamento que existe en todos los lugares de supercómputo –explica el investigador–. Si hay espacio, lo usas, si está saturado se le empieza a dar peso a lo que establezca el comité de expertos. Nosotros esperamos que el primer año sirva un poco para acostumbrarnos a usarlo y realmente podamos atender ya para el segundo año. Nos va a pasar igual que en todos los centros de supercómputo, que se atiende el 60 y 70 por ciento de las solicitudes y el sistema siempre está saturado.

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Tal vez usted espere ver una sala completa tapizada de monitores, cables y teclas fosforescentes con signos matemáticos, a un habilidoso programador que a dos manos trabaja con teclados gigantes de cientos de botones, o a un ordenador que responde a placer a las preguntas del usuario como en 2001: odisea del espacio o un CPU en cuyo interior se resguarda un cerebro humano, como en la serie Evangelion.

Lamentablemente eso no será así, la realidad y la tecnología de nuevo han superado la ficción. El laboratorio más bien se verá como un sistema de lockers acomodados uno junto a otro donde estarán almacenados los núcleos de procesamiento.

KanBalam, la supercomputadora de la UNAM.

–Eso que ustedes comentan, que es toda una planta de un edificio casi congelado y con un montón de racks todo conectado entre sí, pues eso se ha estado reduciendo. Simplemente, el cambiar del otro procesador al nuevo procesador, a nosotros nos permitió bajar de 12 racks a seis racks, y el consumo bajarlo a la mitad, todo hacerlo mas pequeño. Te digo, va a ser la supercomputadora más grande de México pero seis racks ya caben en cualquier parte, ya no son los lugares gigantescos. De hecho, eso mismo nos comentaba la gente de San Luis, que es el otro centro nacional de supercómputo actualmente: «nosotros hicimos un edificio muy grande y está vacío, porque ya dimos de baja las supercomputadoras viejas y se quedó vacío.

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Como se mencionó anteriormente, las laboratorios de supercómputo pueden tener sistemas de software de simulación muy sofisticados. Esto quiere decir que el programa se nutre con todos los datos y variables que ya el científico ha investigado y estudiado, y con ello puede determinar datos precisos: la viabilidad de un proyecto de ingeniería, la posición de un astro o la cantidad de partículas que se desprenderán tras colisionar dos protones a alta velocidad.

Eso permite adelantarse al investigador. Antes de realizar sus experimentos “fisicamente”, puede simularlos en la supercomputadora y analizar los resultados que ésta arroje para después, si es necesario, comprobarlas ya en directo.

–No tienes que gastar tanto en componentes en un laboratorio porque ya vas sobre lo seguro que la simulación te lo predijo y tú vas a comprobarlo –dice Salazar Ibargüen.

Esto no sólo eficienta el trabajo y ahorra tiempo, también dinero, pues ya no se necesitarían los insumos necesarios para experimentar cada cosa un laboratorio. Para la BUAP, esto significará aumentar en un buen grado las publicaciones científicas.

–La primera demanda era atender a los grupos de investigación y que pudieran incrementar su productividad en investigaciones publicables y en formación de recursos humanos, entonces sí esperamos, es muy difícil dar un parámetro, lo hemos preguntado a otras instituciones y nos hablan que un parámetro realista es incrementar en un 10 por ciento las publicaciones, nosotros esperamos que sea mucho más, pero eso depende mucho de que el conjunto de administradores y técnicos asesores al laboratorio tengan una relación muy directa con los investigadores.