MareNostrum

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Aquest article tracta sobre el supercomputador. Vegeu-ne altres significats a «Mar Mediterrània».
El director del BSC, Mateo Valero, al costat del superordinador MareNostrum

MareNostrum és el superordinador més potent d'Espanya, un dels més potents d'Europa i l'emblema del Centre de Supercomputació de Barcelona (BSC). És el 34è del món segons la llista TOP500 de novembre de 2013.[1] La posició més alta en aquest rànquing mundial de supercomputadors (que s'actualitza cada sis mesos) la va assolir el novembre de 2004, quan es va col·locar en quart lloc.[2] Mare Nostrum ("El nostre mar") és un nom que feien servir en llatí els romans per referir-se a la mar Mediterrània, el nom fa referència a la capacitat de còmput de l'ordinador i al lloc geogràfic on està situat.

Es va posar en marxa el 12 d'abril de 2005. Des de llavors s’ha anat ampliant la seva capacitat de càlcul fins a arribar, amb la tercera actualització de novembre de 2012, a l’1,1 Petaflop/s actuals, 25 vegades més potent que la primera versió.

S'utilitza per a la investigació del genoma humà, l'estructura de les proteïnes, el disseny de nous medicaments i projectes d’enginyeria en col·laboració amb la indústria. El seu ús està disponible per a la comunitat científica nacional i internacional a través de la Red Española de Supercomputación (RES), que gestiona el BSC-CNS, i a través del Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), controlats cada un d'ells per un comitè d'assignació que designa el temps de còmput en funció dels projectes a realitzar. Des de la fundació, uns 3.000 projectes de recerca externs han passat pel centre. La participació en projectes de recerca competitius li ha permès créixer del mig centenar inicial de col·laboradors als més de 300 actuals. Una bona part d'ells (un 40%) són estrangers procedents de més de 30 països diferents.

Història[modifica | modifica el codi]

El MareNostrum va ser construït en dos mesos al Centre Tècnic d'IBM a San Fernando de Henares (Madrid). Després de fer les proves i executar el test LINPACK per a la seva inclusió al TOP500 es va traslladar posteriorment al BSC-CNS, on actualment resideix. L'ordinador està físicament instal·lat a l'interior d'una antiga capella, ja dessacralitzada, construïda a prinicipis del segle XX al Campus Nord de la Universitat Politècnica de Catalunya. Es troba a l'interior d'un cub de vidre de 9x18x5 metres construït amb més de 19 tones de vidre i 26 de ferro. El supercomputador ocupa una instal·lació de 120 metres quadrats i pesa 40.000 kg.

En la primera versió, el MareNostrum comptava amb 2.282 nodes de computació JS20 i disposava de 4.564 processadors. A cada node JS20 hi havia dos processadors mononucli PowerPC 970FX compartint 4 GiB de memòria, donant un total de 9128 GiB de memòria principal. Cada node individual disposava també de 40 GB d'emmagatzematge a més d'un emmagatzematge en xarxa de 128 TB. Aquests nodes estaven repartits en 163 armaris (IBM els anomena BladeCenters) tenint cada armari 14 d'aquests blades.

Quan es va posar en marxa de forma definitiva es va mesurar de nou el seu rendiment i va obtenir el total de 27,91 GFLOPS, des dels anteriors 20,53 GFLOPS obtinguts en proves durant la construcció.

L'any 2006 es va ampliar,[3] superant per poc més del doble la seva capacitat de càlcul original. Els 4.812 processadors mononucli van ser substituïts per .5120 processadors de doble nucli distribuïts en diversos nodes JS21 augmentant la capacitat de càlcul fins als 63,83 TFLOPS. La memòria es va augmentar fins als 20 TiB i l'emmagatzemament extern fins als 390 TB. Els processadors antics es van utilitzar per ampliar el supercomputador Magerit del CesViMa i crear una xarxa de supercomputadors distribuïts per tot l'Estat. El MareNostrum es va convertir, aleshores, en el major node de la Red Española de Supercomputación.

El novembre de 2012 el MareNostrum va protagonitzar la tercera actualització,[4] esdevenint 25 vegades més potent que el primer MareNostrum. Compta amb prop de 50.000 processadors sumant un total d'1,1 Petaflop/s.

El 29 de novembre del 2016 el BSC va aprovar la compra per 34 milions d’euros, mitjançant sorteig públic, del nou supercomputador, el qual serà construït per IBM i que integrarà tecnologies d’altres empreses com Lenovo, Intel i Fujitsu. La instal·lació començarà al desembre del mateix any i finalitzarà al juny del 2017.[5]

El MareNostrum IV serà 12,4 vegades més potent que l’actual, el MareNostrum III, i arribarà fins als 13,7 Petaflops per segon. Aquest nou model seria el segon més potent de la UE i el dotzè del món si estigués construït al dia de la seva compra (29 de novembre del 2016).[5]

El MareNostrum IV estarà dividit en dos blocs. El primer, proveït per Lenovo i de propòsit general, tindrà 48 racks amb més de 3.400 nodes amb xips Intel Xeon i una memòria central de 390 terabytes. Tindrà un consum energètic un 30% superior al seu antecessor, que serà de 1,3 MW/any. El segon bloc estarà format per tres clústers de diferents tecnologies que es construiran als Estats Units i al Japó.[5]

Arquitectura[modifica | modifica el codi]

MareNostrum utilitza nodes BladeCenter JS20 amb processadors duals IBM PowerPC 970FX de 64 bits a 2.2 GHz i es basa en el sistema operatiu Linux. El superordinador té una capacitat de càlcul de 62,63 teraflops amb punts de 94,208 teraflops.[3]

El sistema compta amb 20 terabytes de memòria d'accés aleatori (RAM),[6] 280 terabytes de disc i 10.280 processadors.

Els processadors de l'ordinador tenen una arquitectura de 64 bits. Els nodes es comuniquen entre si a través d'una xarxa Myrinet de gran amplada de banda i baixa latència.

Físicament es localitza a l'interior de l'antiga capella de la Torre Girona, al campus de la UPC de Barcelona, dins d'un prisma de cristall de 9 x 18 x 5 metres, ocupa una instal·lació de 160 m² i pesa 40.000 kg.

Àrees d'investigació[7][modifica | modifica el codi]

El supercomputador MareNostrum III s’utilitza per moltes àrees d’investigació que van des de la predicció del canvi climàtic fins la biomecànica o l’anàlisi del Big Data.

Composició atmosfèrica[modifica | modifica el codi]

Alguns dels projectes són aquells que permeten investigar sobre la qualitat de l’aire i com desenvolupar models de qualitat de l’aire com eines que permetin identificar les fonts i processos que determinen la qualitat de l’aire i predir els episodis de contaminació. Existeix un altre projecte que investiga els aerosols i com aquests interactuen amb el sistema atmosfèric dispersant i absorbint la radiació solar. Un altre projecte dels molts que són en aquest apartat serien aquells que investiguen les ciutat intel·ligents i la optimització del transport i la salut de la humanitat.

Dades massives[modifica | modifica el codi]

Aquesta línia d’investigació té, entre molts altres projectes, un que estudia la interacció de les persones amb les computadores i un altre que tracta de crear eines visuals i algorítmiques per analitzar i estudiar grans volums de dades.

Bioinformàtica[modifica | modifica el codi]

La integració, emmagatzematge i transmissió de gran volum de dades clíniques i dades de simulacions és un dels principals projectes.

Biomecànica[modifica | modifica el codi]

Simulacions del sistema cardiovascular o del sistema respiratori són els dos projectes que segueixen aquesta línia d’investigació.

Predicció climàtica[modifica | modifica el codi]

Serveis per la gestió de l’agricultura i l’aigua, el pronòstic oceànic, l’estudi dels ciclons tropicals o l’estudi de a on és més eficient instal·lar un molí de vent són alguns dels projectes que s’estudien al BSC.

Computació al núvol[modifica | modifica el codi]

Informàtica energètica i la optimització dels centres de dades són els dos projectes que hi ha actualment.

Educació[modifica | modifica el codi]

Analitzen, entre d’altres coses, les millors pràctiques relacionades amb la educació.

Simulació d’enginyeria[modifica | modifica el codi]

La reducció de les emissions contaminants, el disseny de medicaments o ajudar a la computació de la mecànica de fluids entre d’altres projectes.

Geofísica[modifica | modifica el codi]

Projectes que tracten de simular terratrèmols, detectar la presencia de fluids a grans profunditats sota la superfície de la Terra o analitzar les propietats de la superfície de la Terra.

Simulació social[modifica | modifica el codi]

Estudien la evolució cultural, la eficiència energètica o la seguretat publica per tenir ciutats intel·ligents i resistents, o l’estudi de grups d’humans són alguns dels projectes relacionats amb la simulació social.

Galeria d'imatges[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. TOP500 Novembre 2013 (anglès)
  2. TOP500 Novembre 2004 (anglès)
  3. 3,0 3,1 González, Montserrat. RES (Red Española de Supercomputación) & PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe). Jornadas de Difusión de la RES 26 y 27 de Septiembre, 2011, 2011, p. 12. 
  4. Actualització MareNostrum novembre de 2012 (anglès)
  5. 5,0 5,1 5,2 BARCELONA, EL PERIÓDICO / «El supercomputador MareNostrum 4 será 12 veces más potente que su antecesor». El Periódico, 29-11-2016.
  6. Detalls del rendiment del MareNostrum al top500.org (anglès)
  7. «Research Areas | BSC-CNS». www.bsc.es. [Consulta: 6 desembre 2016].

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

Coord.: 41° 23.364′ N, 2° 6.9661′ E / 41.389400°N,2.1161017°E / 41.389400; 2.1161017