Un chip europeo para la soberan¨ªa tecnol¨®gica

La tecnolog¨ªa es poder para los Estados. El veto de Donald Trump a Huawei es el ejemplo que ha causado m¨¢s revuelo. Pero el presidente de Estados Unidos tambi¨¦n priv¨® el acceso a tecnolog¨ªa de su pa¨ªs a cinco compa?¨ªas de supercomputaci¨®n de China. En cuanto a procesadores, los cerebros de los ordenadores, Europa es altamente dependiente de otros mercados. Para suplir esta carencia, la Comisi¨®n Europea destina 80 millones durante los pr¨®ximos tres a?os a la European Processor Initiative (EPI). El proyecto, coordinado por la tecnol¨®gica francesa Atos, con el apoyo de 26 socios en todo el continente, prev¨¦ tener lista una primera versi¨®n del chip en 2021. Ser¨¢ un procesador pensado para supercomputadores, grandes m¨¢quinas dedicadas a la investigaci¨®n. EPI tambi¨¦n trabaja con BMW ¡ªuno de los partners¡ª para lanzar una versi¨®n espec¨ªfica para los coches aut¨®nomos del futuro, que ir¨¢n equipados con potentes procesadores.

La parte de automoci¨®n quedar¨¢ en un prototipo en la fase que culmina en 2021, que se centra en el dise?o de una CPU comercial para superordenadores. ¡°Con el tiempo que tenemos no podemos empezar desde cero¡±, apunta el vicepresidente de Atos para la EPI, Phillippe Notton. As¨ª justifica que el conjunto de instrucciones (lenguaje m¨¢quina) en el que se basa el dise?o de la parte principal del chip pertenece a la compa?¨ªa ARM Holdings, nacida en Reino Unido (mantiene su sede all¨ª) y l¨ªder en procesadores para m¨®viles. En 2016 ¡ªun mes despu¨¦s del refer¨¦ndum del Brexit¡ª fue comprada por la empresa de comunicaciones japonesa Softbank. ¡°Fue matador que Europa permitiera que se vendiera esta tecnolog¨ªa¡±, lamenta el director del Barcelona Supercomputing Center (BSC), Mateo Valero, que pone de relieve que, con el uso de ARM, el nuevo procesador no ser¨¢ 100% europeo. El centro barcelon¨¦s, uno de los socios, lidera el tercer pilar de EPI: el dise?o de un acelerador que se integrar¨¢ en el chip para dar m¨¢s velocidad a determinadas operaciones matem¨¢ticas.

El BSC maneja siete millones de la suma total del proyecto. El producto en el que trabaja el centro permitir¨¢, por ejemplo, que el procesador pueda multiplicar matrices ¡ªoperaci¨®n muy recurrente de los algoritmos de inteligencia artificial¡ª de forma m¨¢s sencilla. Si el procedimiento habitual es empezar multiplicando primer elemento de la primera fila por el primer de la primera columna, con el acelerador se obtendr¨¢ la multiplicaci¨®n de toda la fila por toda la columna en una sola instrucci¨®n para el procesador. El BSC apuesta por el lenguaje RISC-V para su componente para reforzar la soberan¨ªa tecnol¨®gica europea. Se trata un lenguaje m¨¢quina nacido en la Universidad de Berkeley que, a diferencia del de ARM, es de c¨®digo abierto. El primer procesador europeo, que se llamar¨¢ Rhea, combinar¨¢ ambas tecnolog¨ªas.

Notton pronostica que en 2030 EPI habr¨¢ generado un ecosistema que dar¨¢ trabajo a unos 3.000 ingenieros e investigadores en toda Europa. A corto plazo, el BSC estima que el proyecto emplear¨¢ a entre 40 y 50 personas trabajando en RISC-V en la capital catalana. ¡°No es f¨¢cil encontrar los perfiles porque muchos de los dise?adores de arquitectura de computadores, como pasa tambi¨¦n con la inteligencia artificial, se van a Silicon Valley porque all¨ª cobran tres o cuatro veces m¨¢s¡±, valora Valero, que explica que actualmente tiene a tres personas procedentes del hub californiano trabajando en su equipo.

¡°Aunque el dise?o ser¨¢ europeo las f¨¢bricas est¨¢n en Asia: Taiw¨¢n y Corea¡±, apunta Notton, que ha fundado una startup, llamada SiPearl,para poder registrar la propiedad intelectual de los dise?os que nazcan de EPI. ¡°80 millones no es suficiente y la compa?¨ªa buscar¨¢ levantar m¨¢s capital en el mercado privado¡±, detalla el responsable del proyecto, que a?ade que ¡°China tiene un presupuesto de 150.000 millones de d¨®lares para crear una industria de semiconductores propia; el nuestro es muy muy bajo¡±. ¡°Tenemos que demostrar a Europa que lo sabemos hacer para que luego haya m¨¢s dinero¡±, concluye Valero.

A finales de 2020 Barcelona estrenar¨¢ un nuevo supercomputador, MareNostrum 5, financiado por la Comisi¨®n Europea dentro de la flamante red europea de supercomputaci¨®n, EuroHPC. Un 6% de los 223 millones que costar¨¢ el ordenador espa?ol estar¨¢n destinados a la investigaci¨®n en RISC-V para que en un futuro Europa puede plantearse si utiliza solamente esta tecnolog¨ªa. Los procesadores de la parte principal del MareNostrum 4, el ordenador actual del BSC, son de la norteamericana Intel. La siguiente versi¨®n tampoco podr¨¢ utilizar todav¨ªa el procesador europeo. El BSC apunta a 2025 como a?o en el que se podr¨ªa hacer el cambio.

Notton se re¨²ne mensualmente con la Comisi¨®n Europea para hacer seguimiento de la evoluci¨®n del procesador. El pasado junio EPI present¨® el primer dise?o de la arquitectura a Bruselas, tras un trabajo inicial de medio a?o. La comisaria de Econom¨ªa Digital y Sociedad, Mariya Gabriel, destaca que EPI supone ¡°un paso importante en el plan estrat¨¦gico para desarrollar un ecosistema de supercomputaci¨®n y datos independiente¡± en Europa y que beneficiar¨¢ al ¡°liderazgo cient¨ªfico y a la competitividad industrial¡±. Menciona tambi¨¦n la necesidad de que el consumo el¨¦ctrico del procesador sea eficiente.

Supercomputaci¨®n en las carreteras

La tecnolog¨ªa de los procesadores de supercomputaci¨®n tiene aplicaciones fuera de los centros de datos. Los sistemas de reconocimiento del entorno en 360 grados del coche aut¨®nomo, que funcionar¨¢ con embedded supercomputing (un peque?o superordenador incrustado), requieren una alta capacidad de procesamiento. El director de arquitectura el¨¦ctrica y electr¨®nica en BMW Group Research, Matthias Traub, detalla que los principales demandantes de c¨¢lculo son el tratamiento de los datos procedentes de los sensores y los ¡°nuevos algoritmos parcialmente basados en inteligencia artificial¡±. El ingeniero no se aventura a predecir cuando los procesadores fruto de EPI circular¨¢n por las carreteras: ¡°Es demasiado pronto¡±.

Traub apunta que uno de los retos es que los dise?os de hardware y software para coches vayan de la mano. Y otro aspecto importante es conseguir ¡°tener mucha capacidad de computaci¨®n con menos consumo energ¨¦tico¡±. El procesador europeo de la familia Chronos, el que EPI prev¨¦ lanzar entre 2022 y 2023, tendr¨¢ dos versiones: una para supercomputadores con m¨¢s potencia y m¨¢s caro y otra para coches. El reto en el dise?o del ¨²ltimo es que debe tener un consumo inferior a 15W ¡ªcuanto menos mejor para no mermar la autonom¨ªa del veh¨ªculo¡ª y ser m¨¢s econ¨®mico. Un supercomputador, con 10.000 procesadores en paralelo consume 20MW (2.000W cada uno), detalla Notton, que insiste en la importancia de la independencia tecnol¨®gica ante el ¡°riesgo de ataques¡±. Un ejemplo que ilustra su idea: ?Qu¨¦ pasar¨ªa si los procesadores de un futuro parque de coches aut¨®nomos quedaran inoperativos a ra¨ªz de un veto pol¨ªtico?