El Barcelona Supercomputing Center es el Centro Nacional de Supercomputación en España (BSC-CNS) y está especializado en la computación de altas prestaciones (HPC, de sus siglas en inglés High Performance Computing,HPC).

Se trata de una institución que nació en 2004 de la mano de los que siguen siendo sus patronos: el Gobierno de España (Ministerio de Ciencia e Innovación), la Generalitat de Catalunya y la Universidad Politècnica de Catalunya.

El centro gestiona el supercomputador MareNostrum, uno de los más potentes de Europa, ubicado en la capilla de la Torre Girona del Campus Nord de la Universidad Politècnica de Catalunya, en Barcelona. Se trata de una infraestructura que, junto a su equipo humano, da servicio a la comunidad científica internacional y a la industria que requiere servicios de HPC.

Un supercomputador de este tipo es una infraestructura clave para el desarrollo, la excelencia, la competitividad y la innovación en todos los campos de la ciencia y la tecnología. Se utiliza en la actualidad en prácticamente todas las disciplinas científicas, desde la astrofísica o la física de materiales, a la biomedicina o la ingeniería. En la actualidad tenemos proyectos en ámbitos estratégicos como el cambio climático, las ondas gravitacionales, la vacuna contra el sida, producción de energía de fusión o nuevas terapias oncológicas, entre muchos otros ámbitos.

Actualmente, el Barcelona Supercomputing Center cuenta con un equipo multidisciplinar de más de 700 expertos y profesionales que se centran en la investigación en cuatro ámbitos principales:

• Ciencias Computacionales
• Ciencias de la Vida
• Ciencias de la Tierra
• Aplicaciones Computacionales en Ciencia e Ingeniería. 

Las líneas de investigación del Barcelona Supercomputing Center se desarrollan en el marco de programas de financiación de la investigación de la Unión Europea, convocatorias públicas de investigación españolas y catalanas y colaboraciones con empresas líderes.

El supercomputador MareNostrum: cuatro actualizaciones

MareNostrum es el nombre del supercomputador más potente de España, que hasta el momento ha vivido cuatro actualizaciones de su capacidad.

Al inicio de la institución, en marzo de 2004, el Gobierno español e IBM firmaron un acuerdo para construir uno de los computadores más rápidos de Europa. Se trataba del MareNostrum 1, que tenía 4.812 procesadores y una potencia de cálculo de 42,35 Teraflops (42,35 billones de operaciones por segundo).

Desde entonces la capacidad del MareNostrum no ha parado de aumentar debido a la gran demanda de esta infraestructura: en 2006, con el MareNostrum 2, pasó a tener una potencia de cálculo de 94,21 Teraflops y 10.240 procesadores; y con la actualización de 2012-2013, el Marenostrum 3 obtuvo un rendimiento máximo de 1,1 Petaflops, con 48.896 procesadores Intel Sandy Bridge en 3056 nodos.

A finales de junio de 2017 entró en funcionamiento la versión actual de la infraestructua: el MareNostrum 4 con un rendimiento pico de 13,9 Petaflops y una una capacidad de almacenamiento en disco de 14 Petabytes conectada a las infraestructuras Big Data del BSC-CNS que tienen una capacidad total de 24,6 Petabytes.

La capacidad de cálculo del MareNostrum 4 está repartida en dos partes totalmente diferenciadas: un bloque de propósito general y un bloque de tecnologías emergentes:

1. El bloque de propósito general tiene 48 racks con 3.456 nodos. Cada uno de estos nodos tiene dos chips Intel Xeon Platinum con 24 procesadores cada uno, lo que suma un total de 165.888 procesadores y una memoria central de 390 Terabytes. Su potencia máxima es de 11,15 Petaflops. Es decir, que el supercomputador es capaz de realizar más de 11.500 billones de operaciones por segundo, diez veces más que su versión anterior, el MareNostrum 3. A pesar de este gran incremento de su potencia de cálculo, el consumo energético solamente aumentó un 30% hasta alcanzar los 1,3 MWatt/año.
2. El bloque de tecnologías emergentes está formado por clústeres de tres tecnologías diferentes (MN4 CTE-Power, MN4 CTE-AMD y MN4 CTE-ARM) para acelerar la llegada de la nueva generación de supercomputadores pre-exascala. La incorporación de estas tecnologías emergentes en MareNostrum 4 tiene como objetivo que el BSC-CNS pueda operar con los desarrollos más punteros y probar su idoneidad para futuras versiones del MareNostrum.

Nueva sede del BSC: hacia el MareNostrum 5

El Barcelona Supercomputing Center ha estrenado recientemente una nueva sede corporativa, emplazada en la plaza Eusebi Güell y justo detrás de la situación actual del MareNostrum, en la Torre Girona de la Universidad Politècnica de Catalunya.

El nuevo edificio cuenta con una superficie de 12.000 m² distribuidos en una planta baja, 4 plantas de oficinas y dos plantas bajo rasante. El edificio cuenta con servicios comunes como 35 salas de reuniones, dos aulas de formación y un auditorio y otros espacios para fomentar el encuentro entre investigadores.

El nuevo edificio busca una relación directa con las actuales instalaciones del MareNostrum y con los jardines de la Torre Girona. Por este motivo, se abren aperturas visuales hacia ese espacio.

El proyecto arquitectónico, desarrollado por BAAS, buscaba crear una imagen abstracta que transmitiera la pureza de un aparato electrónico, y por ese motivo se formaliza a través de una piel de lamas verticales brillantes que consiguen integrar el edificio en el tejido urbano.

En la planta sótano del nuevo edificio, que es de doble altura, se instalará el MareNostrum 5, que será uno de los tres supercomputadores más potentes de Europa. El supercomputador pasará de ocupar los 160 m² actuales a tener una superficie de 800 m², y contará con una potencia de entre 150 y 200 petaflops, o 150-200.000 billones de operaciones por segundo. Supondrá una inversión aproximada de más de 200 millones de euros.

En la cubierta del nuevo edificio se sitúan las instalaciones que permitirán la refrigeración de la infraestructura. Se requieren torres de refrigeración con capacidad para enfriar 17 megavatios que servirán para el nuevo supercomputador y que se utilizarán también para actualizar la refrigeración del MareNostrum actual.

El equipamiento informático es eléctrico y, por lo tanto, todo lo que consume lo disipa en forma de calor. Se ha calculado el Centro de Proceso de Datos (CPD) para conseguir un PUE (Power Usage Effectiveness) de 1.08. El PUE nos habla de la cantidad de energía que se requiere para la refrigeración, iluminación y los equipos necesarios para el funcionamiento de la infraestrustura en relación a la energía empleada para alimentar el equipamiento IT. Que el punto de diseño del nuevo supercomputador sea un 1.08 significa que por cada megavatio consumido se requieren 80 kilovatios para enfriar. Este dato es fundamental en relación al diseño de infraestructuras de CPD anteriores, que tenían un PUE de entre 1,5-1,6.

La sala donde se instará el supercomputador será un entorno exhibition center para que sea visitable y poder explicar a todas las personas interesadas qué es un supercomputador y todo el desarrollo científico técnico que permite. En la sala se ha ejecutado un falso suelo de 1,20 metros de altura. Debajo se encuentra toda la infraestructura de tuberías de agua para la refrigeración, y encima se ponen los racks. Se han previsto entre 250 y 300 racks estándar de HPC, definidos que pesarán entre 1,2-1,3 toneladas. El suelo tiene que soportar un peso de 2.500 kg/m².

En la actualidad, aparte de la instalación del MareNostrum 5, que se instalará próximamente, el BSC-CNS lidera un proyecto estratégico de la Comisión Europea: el desarrollo de chips europeos que permita una soberanía tecnológica europea.  

EL BSC también coordina el proyecto Quantum Spain, una iniciativa que incluye la construcción y puesta en marcha del primer computador cuántico del sur de Europa, que se instalará en el el Barcelona Supercomputing Center.

Agradecemos a Sergi Girona, director de Operaciones del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC), la explicación de la nueva infraestructura. Ya también al equipo de comunicación, liderado por Gemma Ribas.