Supercomputadoras para el desarrollo de los países

La supercomputadora MareNostrum 4 del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC–CNS). (Foto: foto: tomada de https://eldiario.es/.)

La supercomputadora MareNostrum 4 del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC–CNS). (Foto: foto: tomada de https://eldiario.es/.)

Zacatecas, Zac.- La supercomputación es un acelerador de la ciencia y la ingeniería. Desde una visión clásica, la ciencia se ha basado en la teoría (física, matemáticas, por ejemplo) y en la experimentación; sin embargo, desde hace años a estos dos pilares se les ha sumado la supercomputación.

Las supercomputadoras permiten realizar cálculos, simulaciones y análisis de grandes cantidades de datos que ayudan a investigar y a encontrar respuestas que de otra manera sería imposible. “El país que no computa, no compite”, dice en entrevista el investigador español Mateo Valero Cortés.

Reconocido como líder mundial en computación de alto rendimiento, el director del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC–CNS) y experto en arquitectura de supercomputadoras añade que, a base de simulaciones, un superordenador puede permitir ver lo que ocurre, por ejemplo, entre un fármaco y la proteína que este fármaco quiere tratar; discernir qué procesos químicos están sucediendo en cada momento en diferentes partes de una turbina de combustión, o reproducir las ondas que expande la colisión de dos agujeros negros. 

“Con ellos podemos evaluar la evolución en el cambio climático o ayudar a que la medicina personalizada sea pronto una realidad. Nos ayudan a descubrir petróleo en sitios difíciles como el Golfo de México y a diseñar de manera muy eficiente los parques eólicos”.

Valero Cortés, miembro correspondiente a la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), indica que las simulaciones, los grandes cálculos y los análisis de grandes cantidades de datos a través de técnicas provenientes de la inteligencia artificial (IA), permiten entender sucesos que pasan en la vida real que por otros medios sería difícil de discernir. “La supercomputación es un instrumento que multiplica la capacidad de la sociedad para hacer progresos. Hoy, las computadoras de altas prestaciones se utilizan en prácticamente todos los campos de la ciencia y de la ingeniería”, sostiene. 

Proyectos en puerta

El científico español comenta que en estos momentos Europa está en proceso de generar su propia tecnología de microprocesadores orientados al diseño de las supercomputadoras y de los coches autónomos, y se busca que México se involucre en el proyecto.

“Uno de mis últimos objetivos ha sido incluir los procesadores Lagarto 1 y Lagarto 2, diseñados en el Centro de Investigación en Computación (CIC) del IPN, así como a los investigadores mexicanos en el proyecto European Processor Initiative (EPI), financiado por la Unión Europea”, señala Valero e informa que para dicho proyecto ya se cuenta con más de una decena de investigadores mexicanos trabajando en ello y probablemente habrá más antes de que acabe 2019. Agrega que también se impulsa un programa de codirecciones y doble diploma de doctorado entre el Instituto Politécnico Nacional de México y la Universitat Politècnica de Catalunya.

Arquitectura de las computadoras

La arquitectura de computadores diseña hardwares, que son los procesadores, las memorias, los aceleradores y las interacciones entre ellos. La arquitectura de computadoras es un campo que ha avanzado muy rápido como consecuencia de la tendencia en el diseño de los transistores denominada Ley de Moore, quien observó que, gracias al avance de la electrónica, el número de transistores que cabrían en una superficie determinada se duplicaría aproximadamente cada dos años.

Desde los años 40 hasta ahora, las supercomputadoras, como se llama a las computadoras más rápidas del mundo, han aumentado su velocidad por 1017 (cien mil billones de veces).  Esto se debe a que en los últimos 75 años la velocidad de los procesadores se ha multiplicado por 1010, por lo que en la actualidad es posible construir una supercomputadora agrupando más 10 millones de procesadores. 

El doctor Mateo Valero, que se formó en el campo de la ingeniería de telecomunicaciones, comenta que la supercomputación es un área de investigación muy activa, con un panorama que se renueva constantemente ante nuevos retos, como hacer arquitecturas que sean más eficientes y energéticas para las aplicaciones de IA.

La IA, desde el punto de vista de la supercomputación, es otro de los principales focos de atención del investigador como herramienta básica para la investigación y su aplicación a casos concretos. “En marzo, en el Congreso Internacional de Supercomputación en México (ISUM), desde el BSC organizamos un taller en el que discutiremos las relaciones profundas entre la IA y la supercomputación”. 

En el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona se trabaja en numerosos proyectos: “Hay 150 en marcha. Entre nuestros muchos trabajos hay varios que tienen relación con México. Por ejemplo, hemos creado el sistema que utiliza la Secretaría de Medio Ambiente de la Ciudad de México para controlar y gestionar la calidad del aire; hemos colaborado con Iberdrola en el diseño del parque eólico de Puebla y estamos a punto de comenzar con socios mexicanos un proyecto para conseguir una mejor gestión energética”. 

El CNS creó para Repsol un programa de exploración del subsuelo que ha sido muy utilizado para hallar hidrocarburos. También desarrolla herramientas para la evaluación de las infraestructuras y edificios afectados por ondas sísmicas, “en este trabajo participan tres de los investigadores postdoctorales becados por Conacyt en nuestro centro”.

Valero Cortés resalta que el Centro también apuesta fuerte en el ámbito de la salud, con el convencimiento de que se puede tener un papel clave en la incorporación de la medicina de precisión o medicina personalizada en la salubridad pública. “Ha llegado el momento de convertir la gran cantidad de conocimientos que se han generado durante los últimos años en genómica y otras ramas de la biomedicina en herramientas que mejoren el diagnóstico y los tratamientos clínicos. La supercomputación es clave para ello y hace ya unos años que trabajamos intensamente en esta dirección”.

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