Llega el supercomputador Marenostrum 5, la mayor inversi¨®n europea en una infraestructura cient¨ªfica en Espa?a

En el caso de un supercomputador, el nombre no enga?a: es un ordenador que permite operaciones que no pueden hacerse con m¨¢quinas menos potentes. El Barcelona Supercomputing Center (BSC) es uno de los cinco grandes centros europeos de supercomputaci¨®n, donde este oto?o se pondr¨¢ en marcha el Marenostrum 5, la versi¨®n m¨¢s avanzada desde su fundaci¨®n en 2004. La evoluci¨®n de la tecnolog¨ªa y, ahora, de la inteligencia artificial, convierten a estos centros en un pulm¨®n indispensable para la investigaci¨®n cient¨ªfica, desde la biolog¨ªa o la qu¨ªmica hasta la ingenier¨ªa.

¡°Todo lo que se puede modelar con f¨ªsica y matem¨¢tica, si necesitas mucha potencia de c¨¢lculo y datos, hoy la ¨²nica herramienta es el supercomputador¡±, afirma Mateo Valero, director e impulsor del BSC. Un ejemplo v¨¢lido para entender qu¨¦ hace el BSC son los gemelos digitales. Es un concepto antiguo en ingenier¨ªa: antes de construir algo, se intenta observar con maquetas o planos o simulaciones. ¡°Ahora hay gemelos digitales muy importantes para los cuales se necesitan supercomputadores¡±, dice Valero a EL PA?S en la sede del BSC en Barcelona, junto al Marenostrum 5. ¡°El gran reto es hacer el primer gemelo digital del cuerpo humano¡±, a?ade. El objetivo de un gemelo es entender y predecir comportamientos de fen¨®menos complejos afectados por miles de variables como el clima, una enfermedad u ¨®rbitas planetarias. Sus aplicaciones son crecientes y tienen la aspiraci¨®n de resolver problemas clave de la humanidad en los pr¨®ximos a?os.

La historia de la supercomputaci¨®n en Espa?a no se entender¨ªa sin la figura de Valero. Tras estudiar en Madrid, lleg¨® a Barcelona en 1974 como arquitecto de computadores. En seguida empez¨® una l¨ªnea de investigaci¨®n en computadores paralelos, el nombre m¨¢s habitual entonces para la supercomputaci¨®n. Y en breve lleg¨® a catedr¨¢tico: ¡°En 1985 convenc¨ª al ministro de Industria, Joan Maj¨®, para montar en Barcelona un centro para investigar en el dise?o de estos computadores su transferencia a la empresa¡±, dice.

Aquello fue el germen del BSC, creado en 2004. Su impulso y la colaboraci¨®n entre administraciones ha hecho que Barcelona sea una de las cinco sedes principales de la supercomputaci¨®n europea. ¡°En 2013 o 2014, la idea era que cada pa¨ªs comprara sus m¨¢quinas con inversiones nacionales¡±, dice Josep M. Martorell, director asociado del BSC. ¡°Entonces el Marenostrum 4 iba a costarnos 34 millones. En aquellos a?os, en EE UU hac¨ªan un concurso de 600 millones para su Aurora, uno de sus supercomputadores. Nos faltaba un cero¡±, a?ade. Entre los 34 millones del Marenostrum 4 y los 207 del 5 ha ocurrido ¡°una de las grandes noticias de los ¨²ltimos a?os¡±, seg¨²n Martorell.

La Comisi¨®n Europea cre¨® en 2019 la Iniciativa Europea de Computaci¨®n de Alto Rendimiento (Euro HPC en sus siglas en ingl¨¦s). ¡°Su primera misi¨®n es comprar e instalar las grandes m¨¢quinas europeas de computaci¨®n¡±, dice Martorell. En lugar de que cada pa¨ªs tenga su peque?o supercomputador, se unen los gastos: ¡°Todos los presupuestos van al mismo bote y podemos hacer estos esfuerzos. El Marenostrum 5 ya no es una m¨¢quina pagada por el Gobierno espa?ol, sino tambi¨¦n por la Generalitat y los gobiernos de Portugal, Turqu¨ªa y Croacia. Y la Comisi¨®n Europea lo dobla. No llegamos a 600 pero se acerca. En Europa hay un mapa copiado con el mismo orden de magnitud que en EE UU¡±, a?ade. Esa cifra supone la mayor inversi¨®n europea en Espa?a para una infraestructura cient¨ªfica.

El aspecto de un supercomputador no es tan espectacular como la palabra: son un mont¨®n de armarios uno al lado del otro. Hasta el Marenostrum 4, la m¨¢quina estaba en una capilla de lo que fue una torre privada de un alcalde de Barcelona del siglo XIX. La ubicaci¨®n le daba prestancia. Ahora sigue siendo una proeza tecnol¨®gica, pero est¨¢ en una sala anodina m¨¢s adecuada para su finalidad.

Un supercomputador no solo es el hardware. Su programaci¨®n es tambi¨¦n espec¨ªfica. Su funcionamiento no se basa solo en la capacidad de computaci¨®n, sino en la eliminaci¨®n de la latencia al hacer los c¨¢lculos. Por ese motivo debe estar todo en un mismo lugar. Es la diferencia entre la computaci¨®n en red, m¨¢s usada en empresas, y la paralela. ¡°En red puedes tener los ordenadores donde quieras del mundo, mandas un c¨¢lculo muchas veces a distintos ordenadores que devuelven los resultados y tratarlos. Esto es lo que necesitan las grandes compa?¨ªas¡±, dice Martorell. ¡°En paralelo es mandar c¨¢lculos a distintos procesadores que se comunican entre ellos para seguir avanzando. Necesitas la m¨¢quina en el mismo lugar para que no haya latencia. El c¨¢lculo paralelo es el usado en ciencia¡±, a?ade.

Su uso es gratuito para los cient¨ªficos que lo pidan. ¡°Somos una infraestructura pensada para dar servicio a la investigaci¨®n¡±, dice Sergi Girona, director de Operaciones del BSC. ¡°Cuando construimos una pensamos qu¨¦ caso cient¨ªfico queremos resolver. Hacemos un sondeo de problemas cient¨ªficos para la pr¨®xima d¨¦cada. En funci¨®n del resultado vamos actualizando las m¨¢quinas¡±, a?ade. El planteamiento de ofrecer m¨¢quinas con distintos recursos para dar servicio a distintos tipos de investigaci¨®n y el crecimiento global de supercomputadoras hacen que las listas tan habituales sobre la capacidad de los supercomputadores reciba algo menos de inter¨¦s: ¡°No me compro la m¨¢quina para tener la m¨¢s grande, sino para resolver unos problemas espec¨ªficos¡±, dice Girona. Sobre las listas, a?ade: ¡°Si hubi¨¦ramos gastado el dinero solo en la parte del supercomputador que pasa mejor el test, que luego no ser¨ªa la que m¨¢s se usa, pues habr¨ªamos quedado segundos o terceros del mundo. No quedaremos porque el Marenostrum 5 ser¨¢n cuatro m¨¢quinas. Dos de ellas quedar¨¢n bien, pero no sabemos c¨®mo, porque depende del resto en noviembre. Si est¨¢n todos instalados es posible que tengamos las cuatro partes en el top 500¡å.

MareNostrum 5 a¨²n no ha arrancado, pero para Valero ya es el pasado. A sus 71 a?os, su siguiente gran empe?o es Marenostrum 6, que deber¨ªa estar a punto a final de esta d¨¦cada con retos nuevos, sobre todo para los chips, uno de los grandes campos de batalla globales: ¡°Quiero que lleve hardware desarrollado en Europa, en Barcelona. La idea es que el chip se dise?e aqu¨ª¡±, dice Valero.

El BSC ha pasado de ser una infraestructura b¨¢sica a contener un centro de investigaci¨®n. En sus primeros a?os ten¨ªa unos 70 empleados. Ahora supera los 900, la mayor¨ªa investigadores. Es el tercer centro espa?ol tras el CSIC y los vascos de Tecnalia ¡°a la hora de recaudar fondos para la investigaci¨®n de Europa¡±, dice Valero. ¡°El 85% de los empleados se financia con fondos para investigaci¨®n¡±.

La complejidad de la biolog¨ªa

Adem¨¢s del departamento dedicado a ciencias de la computaci¨®n, el segundo mayor es el dedicado a ¡°ciencias de la vida¡±, dirigido por el bi¨®logo Alfonso Valencia. En biolog¨ªa, la idea de gemelos es a¨²n un futuro so?ado. ¡°Nuestros colegas de Tierra hacen gemelos digitales de clima porque conocen bien las variables, que son relativamente homog¨¦neas: presi¨®n, temperatura, humedad¡±, explica Valencia. Pero la informaci¨®n sobre biolog¨ªa y el cuerpo humano no es tan ordenada: ¡°Es muy heterog¨¦nea, tenemos muchos datos distintos y luego viene de proveedores peque?os. Tambi¨¦n es m¨¢s ruidosa¡±, a?ade. La capacidad de monitorizar permanentemente el clima es m¨¢s sencilla que observar qu¨¦ ocurre en un cuerpo humano.

Pero eso no impide que haya avances y mejoren permanentemente su capacidad. Uno de los campos m¨¢s prometedores es reducir la experimentaci¨®n animal a cambio de modelos: ¡°Los experimentos con animales no funcionan muy bien y empezamos a tener evidencias de que hay modelos que funcionan mejor¡±, dice.

El BSC tambi¨¦n trabaja para lograr r¨¦plicas razonables de los grandes modelos de lenguaje, como ChatGPT, que estallaron en 2022. Su prioridad es que sean menos angloc¨¦ntricos y sus recursos sirvan para potenciar lenguas europeas, explica Marta Villegas, que dirige el grupo de Tecnolog¨ªas del Lenguaje. ¡°La idea es hacer un modelo multiling¨¹e europeo, siendo muy cuidadosos con las fuentes para que sean no restrictivas: tesis, Wikipedia, descargas de la web pedidas. Es un trabajo enorme para asegurar que el modelo no infringe ninguna ley¡±, asegura Villegas.

Los investigadores que trabajan dentro del BSC tienen reservado un 10% del tiempo de la m¨¢quina. Tienen acceso tambi¨¦n al departamento de ciencias de la computaci¨®n, que tiene sus propios proyectos, pero adem¨¢s ayuda a mejorar los algoritmos y el software del resto de cient¨ªficos. Uno de los grandes proyectos de este departamento es entender mejor qu¨¦ ocurre dentro de las c¨¦lebres cajas negras de la inteligencia artificial. Uno de los ejemplos m¨¢s claros de los peligros es la medicina: ¡°Los usuarios son muy poco conscientes de los peligros¡±, dice Dar¨ªo Garc¨ªa, investigador del grupo de IA de Alto Rendimiento del BSC. ¡°Hay mucho m¨¦dico que dice que le parece bien si funciona mejor y le ahorra tiempo, pero la verdad es que no tenemos ni idea de qu¨¦ est¨¢ haciendo la m¨¢quina¡±, a?ade.

Puedes seguir a EL PA?S Tecnolog¨ªa en Facebook y Twitter o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.