El progreso de la ciencia no solo se alimenta de talento, formación o conocimiento, también de recursos materiales, de la invención de nuevos instrumentos y artilugios capaces de acelerar las investigaciones en el campo de la física, la química, la biología o la medicina y prácticamente cualquier área del saber científico.

Así es el actual ordenador del Centro Informático Científico de Andalucía (CICA), que sustituirá en breve el nuevo supercomputador.

La invención del astrolabio en la que tuvo una contribución esencial la astrónoma Hipatia al final del imperio romano, la creación del telescopio a principios del siglo XVII, en tiempos de Galileo, o los microscopios que usó Ramón y Cajal para estudiar la estructura del cerebro fueron aparatos que se situaron a la vanguardia tecnológica de su tiempo y fueron piezas imprescindibles en los distintos trabajos de investigación y descubrimientos protagonizados por los científicos.

El supercomputador también forma parte de esa colección de instrumentos claves para el conocimiento. Sus dimensiones de gigante y su capacidad para el cálculo numérico lo convierten en una pieza impresionante e imprescindible para casi todos los campos de la ciencia. Estas máquinas son, por tanto, cruciales en investigación científica y también en la industria para analizar grandes cantidades de información, detectar patrones y generar predicciones a través de la inteligencia artificial. Sus dos grandes terrenos de aplicación son el análisis exhaustivo de objetos mediante mecanismos de simulación, y el análisis de grandes cantidades de datos.

Andalucía tendrá operativo en el primer trimestre de 2021 un nuevo supercomputador de gran potencia y rendimiento para la realización de investigación científica y técnica avanzada, después de que la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades haya adjudicado la contratación de este equipo por 2,87 millones de euros a la empresa Atos. Este superordenador, que se ubicará en Sevilla en el Centro Informático Científico de Andalucía (CICA), será el segundo más importante dx-e España tras el MareNostrum 4, situado en el Centro Nacional de Supercomputación, ubicado en Barcelona.

El nuevo equipo, que prestará servicios de computación de alto rendimiento a grupos y centros de investigación andaluces, contará con una capacidad de almacenamiento de 774 terabytes y una potencia de cálculo que se cifra en 560 teraflops, equivalente a billones de operaciones con precisión en coma flotante por segundo (flops), que es el parámetro empleado para medir el rendimiento de la máquina. Este futuro clúster de supercomputación estará formado por 232 nodos propios y 11.136 núcleos. Con esas características técnicas, Andalucía mejorará en más de un 99% su capacidad actual de cálculo y almacenamiento, concentrada en un equipo de supercomputación formado tan solo por 64 nodos propios y 656 núcleos, con un rendimiento de 6,2 teraflops y 18 terabytes de almacenaje.

Para alcanzar a comprender la capacidad que encierran todas esas cifras, podría hacerse una equivalencia ilustrativa: esta nueva dotación tecnológica en funcionamiento podría asemejarse a casi 2.800 portátiles trabajando al mismo tiempo. Esta enorme potencia del nuevo supercomputador andaluz permitirá el manejo de una gran cantidad de variables y operaciones y realizar todo tipo de simulaciones, con posibilidades casi inabarcables, en áreas de conocimiento como la genética, la física nuclear, la química teórica, la biología molecular y el estudio de nanomateriales. También en otros campos como el cálculo de estructuras, la ingeniería de software o la inteligencia artificial, entre otros.

Gracias a este tipo de equipamientos, los procesos se aceleran de forma extraordinaria, ya que se logran, en cuestión de horas, unos análisis exhaustivos que llevarían meses si se realizaran con otro tipo de métodos o a los que no llegaría el intelecto humano por sí solo. El que ha adquirido la Consejería de Transformación Económica permitirá realizar 860 billones de cálculos por segundo. Si no existieran y fuera necesario seguir utilizando métodos de observación convencionales, no sería posible dar respuesta a determinados desafíos científicos.

3.657 kilos y una superficie de 16 metros cuadrados

La empresa Atos, líder global en transformación digital, es la compañía que se encargará de ensamblar el nuevo supercomputador andaluz e instalarlo en la sede del CICA. La máquina, que pesa 3.657 kilogramos, se armará ocupando una superficie de casi 16 metros cuadrados. Debido a su elevado tonelaje, la sala que lo albergará tendrá que reforzarse para soportar el peso. Esa dotación tecnológica se instalará en un conjunto de armarios, configurado como una unidad integrada, completa y cerrada. Para completar todo este complejo proceso se emplearán unos tres meses.

Detalle del actual ordenador del Centro Informático Científico de Andalucía (CICA).

El equipamiento estará alimentado por potentes sistemas de energía eléctrica, refrigeración y de control y extinción de incendios. Una estimación inicial prevé un consumo en electricidad inferior a los 100.000 euros anuales, un coste que, gracias a las características avanzadas de esta máquina, supone una importante optimización del consumo y un ahorro considerable de la factura.

Un servicio público de alta calidad

Los recursos de supercomputación y el cálculo intensivo constituyen un activo esencial para impulsar el avance de la investigación y la innovación de un país o una comunidad. Con estos ‘gigantes’ es posible apoyar las líneas de I+D más avanzadas, generar conocimiento en torno a diferentes disciplinas y favorecer la transferencia tecnológica y la innovación industrial, todos factores esenciales muy ligados a la competitividad empresarial y, por tanto, al desarrollo económico.

Por esa razón, las administraciones públicas se esfuerzan por invertir recursos en este tipo de servicios públicos que sustentan la actividad científica y que contribuyen a convertir determinados ecosistemas de I+D+i en polos de referencia.

El Gobierno central creó la Red Española de Supercomputación (RES) en 2006 como una respuesta a las necesidades de mayor capacidad de computación de la comunidad científica del país. La RES consiste en una infraestructura de 13 supercomputadores ubicados en varias localizaciones del territorio nacional, con el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona como órgano de coordinación.

En el caso de Andalucía, ese servicio lo ha venido prestando el Centro Informático Científico de Andalucía desde sus inicios, a través de una primera máquina que databa de finales de los años ochenta del siglo XX. Ese equipamiento se ha ido actualizando e impulsando sucesivamente en las décadas posteriores. La actual dotación data de los primeros años del siglo XXI y además del cálculo intensivo y de recursos de supercomputación, presta servicios de red, de correo electrónico y de telecomunicaciones.

La necesidad de actualizar esa tecnología después de más de una década de funcionamiento ha llevado a la Junta de Andalucía a invertir en esta nueva dotación más moderna y potente. Actualmente, usan el supercomputador 27 grupos de investigación andaluces. Con la nueva adquisición se pretende que esa comunidad se incremente exponencialmente, de forma que se abra a gran parte del conjunto de agentes del sistema andaluz del conocimiento, especialmente las universidades públicas andaluzas y los centros de investigación. Con este supercomputador, el objetivo es que el CICA se incorpore a la RES.

En 2019 se procesaron a través del supercomputador actual 587.317 trabajos finalizados con éxito, lo que supone una media mensual superior a 48.300 desarrollos. En el transcurso de 2020 se han registrado 412.164 trabajos con éxito.

Japón y EEUU, a la cabeza

Las supercomputadoras fueron introducidas en la década de los sesenta del siglo pasado en el ámbito militar. La capacidad de estas máquinas se ha multiplicado desde entonces y en pocas décadas esa transformación se ha acelerado a un ritmo vertiginoso. En la actualidad, operan al menos 500 supercomputadores que superan el petaflop, según la lista TOP500, un ranking elaborado por las universidades de Mannheim (Alemania) y Tennessee (EEUU) y por el Lawrence Berkeley National Laboratorio.

Japón y EEUU se disputan la mayor capacidad de cómputo del mundo, aunque en esa clasificación también despuntan otras potencias como China, Francia, Reino Unido, Alemania, Irlanda o Canadá.