En cuanto a los superordenadores, su nombre no engaña: se trata de un ordenador que puede hacer cosas que máquinas menos potentes no pueden. El Barcelona Supercomputing Center (BSC), uno de los cinco grandes centros de supercomputación de Europa, lanzará este otoño Marenostrum 5, su versión más avanzada desde su creación en 2004. Los avances tecnológicos y ahora la inteligencia artificial han convertido a estos centros en pulmones vitales para investigaciones científicas que van desde la biología y la química hasta la ingeniería.
“Todo lo que se puede modelar con física y matemáticas, si se necesitan enormes cantidades de potencia informática y datos, la única herramienta hoy en día son los superordenadores”, afirmó Mateo Valero, director e impulsor del BSC. Un ejemplo eficaz para comprender el papel del cuadro de mando integral es el gemelo digital. Es un viejo concepto en ingeniería: antes de construir algo, intentas verlo a través de un modelo, plano o simulación. “Ahora hay gemelos digitales muy importantes que requieren supercomputadores”, dijo Valero a El País en la sede del BSC en Barcelona, junto a Marenostrum 5. “El mayor desafío es crear el primer gemelo digital del cuerpo humano”, añadió . El objetivo de TWINS es comprender y predecir el comportamiento de fenómenos complejos afectados por miles de variables, como el clima, las enfermedades o las órbitas planetarias. Sus aplicaciones están creciendo y se espera que resuelvan problemas críticos para la humanidad en los próximos años.
La historia de la supercomputación española no se entiende sin Valero. Tras estudiar en Madrid, llegó a Barcelona en 1974 como arquitecto informático. Inmediatamente comenzó a trabajar en computadoras paralelas, el nombre más común para supercomputación en ese momento. Pronto se convirtió en profesor: «En 1985 convencí al ministro de Industria, Joan Majó, para que montara un centro en Barcelona para estudiar el diseño de estos ordenadores y trasladarlos a las empresas», afirma.
La ubicación de Marenostrum 5, sólo parcialmente visible en la imagen.Gianluca Battista
Éste fue el germen de la creación del BSC en 2004. Su impulso y colaboración entre gobiernos ha convertido a Barcelona en una de las cinco principales sedes de la supercomputación en Europa. «En 2013 o 2014, la idea es que cada país compre sus propias máquinas mediante inversión estatal», afirma el subdirector del BSC, Josep M. Martorell. «Así que Marenostrum 4 nos costará 34 millones de dólares. En aquellos años tenían una competencia de 600 millones de dólares en Estados Unidos por uno de sus superordenadores, el Aurora. Nos falta un cero», añadió. Según Martorell, entre los 34 millones de Marenostrum 4 y los 207 de Marenostrum 5, se produjo «una de las buenas noticias de los últimos años».
La Comisión Europea creó en 2019 la Iniciativa Europea de Computación de Alto Rendimiento (Euro HPC). «Su primera prioridad era comprar e instalar grandes ordenadores europeos», dijo Martorell. En lugar de que cada país tenga su pequeño superordenador, los costes se comparten: «Con todos los presupuestos en el mismo fondo, podemos hacer estos esfuerzos. Marenostrum 5 ya no es una máquina pagada por el gobierno español; máquinas pagadas por el gobierno, así como por los gobiernos de Portugal, Turquía y Croacia. La Comisión Europea lo duplicó. No llegamos a 600, pero estuvimos cerca. En Europa, los mapas replicados son del mismo orden de magnitud que en Estados Unidos. Estados Unidos», añadió. Esta cifra supone la mayor inversión europea en infraestructuras científicas en España.
La apariencia de una supercomputadora no es tan espectacular como parece: es un montón de gabinetes uno al lado del otro. Antes de Marenostrum 4, la máquina estaba ubicada en la capilla de la torre privada del alcalde de Barcelona en el siglo XIX. La ubicación le da prestigio. Ahora sigue siendo una hazaña técnica, pero está en una habitación humilde que se adapta mejor a su propósito.
Mateo Valero, director del Barcelona Supercomputing Center (BSC), en la iglesia que alberga el Marenostrum 1 en Girona en 2004. Gianluca Battista
Las supercomputadoras son más que solo hardware. Su programación también es específica. Funciona no sólo con la potencia informática, sino también con la eliminación de retrasos en la informática. Por tanto, todo debe estar en el mismo lugar. Ésta es la diferencia entre la computación en red y la computación paralela, que se utilizan con mayor frecuencia en las empresas. «En una red, puedes tener una computadora en cualquier parte del mundo, y puedes enviar cálculos varias veces a diferentes computadoras, y la computadora devuelve los resultados y los procesa. Eso es lo que quieren las grandes empresas», dijo Martorell. «Al mismo tiempo, envía cálculos a diferentes procesadores, que se comunican entre sí para seguir adelante. Es necesario tener las máquinas en el mismo lugar para que no haya retrasos. La computación paralela es la forma de computación que se utiliza en la ciencia», añadió.
Es de uso gratuito para los científicos que lo necesiten. “Somos una infraestructura diseñada para dar servicios de investigación”, afirma Sergi Girona, director de Operaciones del BSC. «Cuando construimos una, pensamos en qué casos científicos queremos resolver. Investigamos cuestiones científicas durante los próximos diez años. En base a los resultados, estamos actualizando la máquina», añadió. El enfoque de proporcionar máquinas con diferentes recursos para servir a diferentes tipos de investigación y el crecimiento global de las supercomputadoras ha significado que las listas habituales de capacidades de supercomputadoras hayan recibido menos atención: «No compro máquinas para tener las máquinas más grandes; tener las más grandes». «Resolver problemas concretos», afirmó Girona. Respecto a las listas, añadió: «Si sólo gastamos dinero en supercomputadores que pasan las mejores partes de la prueba y no en las partes más utilizadas, entonces ocuparemos el segundo lugar». o tercero en el mundo. «No nos quedaremos porque Marenostrum 5 tendrá cuatro máquinas. Dos de ellas estarán bien, pero no sabemos cómo, porque depende del resto de noviembre. Si están todas instaladas, tendremos la posibilidad de todas. Los cuatro componentes figuran entre los 500 primeros.
MareNostrum 5 aún no ha comenzado, pero para Valero eso ya es cosa del pasado. El próximo gran avance del hombre de 71 años es Marenostrum 6, que debería estar listo a finales de la década para afrontar nuevos desafíos, especialmente para un chip que es uno de los mayores campos de batalla del mundo: «Quiero que su hardware «Ser en Europa, en Barcelona. La idea es que el chip se diseñe aquí», afirmó Valero.
El BSC ha pasado de ser una infraestructura a un centro de investigación. En sus primeros años, la empresa contaba con unos 70 empleados. En la actualidad hay más de 900 personas, la mayoría de las cuales son investigadores. Valero afirmó que este es el tercer centro español, tras el CSIC y el Centro Tecnológico Vasco, «en términos de recaudación de fondos para la investigación europea». «El ochenta y cinco por ciento del personal recibe financiación para la investigación».
complejidad biológica
Después del Departamento de Informática, el segundo departamento en importancia es el de «Ciencias de la Vida», dirigido por el biólogo Alfonso Valencia. En biología, la idea de los gemelos sigue siendo un futuro soñado. «Nuestros colegas en la Tierra crean gemelos digitales climáticos porque conocen muy bien las variables relativamente homogéneas: presión, temperatura, humedad», explica Valencia. Pero la información sobre biología y el cuerpo humano está menos organizada: «Es muy heterogénea, tenemos muchos datos diferentes y luego provienen de pequeños proveedores. También es más ruidoso», añadió. La capacidad de monitorear permanentemente el clima es más simple que observar lo que le sucede al cuerpo humano.
Pero esto no les impide progresar y mejorar permanentemente sus capacidades. Una de las áreas más prometedoras es reducir las pruebas con animales a cambio de modelos: «Las pruebas con animales no funcionan bien y estamos empezando a tener pruebas de que hay modelos que funcionan mejor», afirma.
BSC también se compromete a lograr una replicación razonable de modelos de lenguajes grandes, como ChatGPT que surgió en 2022. La líder del equipo técnico, Marta Villegas, explica que su prioridad es centrarse menos en el inglés y utilizar sus recursos para promover las lenguas europeas. «La idea era construir un modelo multilingüe europeo, teniendo mucho cuidado con las fuentes para que no estuvieran restringidas: periódicos, Wikipedia, que exigieran descargas en la red. Asegurarse de que el modelo no violara ninguna ley fue una tarea difícil», dijo Villegas.
Los investigadores que trabajan en el BSC tienen reservado un 10% del tiempo de la máquina. También pueden ingresar al Departamento de Ciencias de la Computación, que tiene sus propios proyectos pero también ayuda a mejorar los algoritmos y el software de otros científicos. Uno de los grandes proyectos del departamento es comprender mejor lo que sucede dentro de la famosa caja negra de la inteligencia artificial. Uno de los ejemplos más claros de peligro está en la medicina: “Los usuarios rara vez son conscientes del peligro”, afirma Darío García, investigador del Grupo de Inteligencia Artificial de Alto Rendimiento del BSC. «Muchos médicos dicen que si funciona mejor y ahorra tiempo, estarán bien, pero la realidad es que no sabemos qué está haciendo la máquina», añadió.
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