Este 2015 el Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento (NLHPC) cumple cinco años, y en su corta vida pasó de 9 a 17 socios a lo largo del país e instaló Leftraru, el súper computador más poderoso de Chile, que alcanza los 50 teraflops, y que se une a los recursos de cómputo distribuidos entre las universidades que iniciaron este proyecto.
La Computación de Alto Rendimiento o HPC (High Performance Computing) es actualmente la tecnología informática más avanzada de cálculo numérico, para realizar investigaciones complejas y específicas. Esta herramienta permite efectuar, con certeza y velocidad, billones de cálculos matemáticos, para analizar problemas o fenómenos de manera precisa.
Frente a este panorama, los científicos chilenos no podían quedar en desventaja y necesitaban contar con la tecnología de HPC que les permitiera mantener un grado de competitividad mundial, y continuar realizando investigación de vanguardia en cada una de sus instituciones.
Uno de los primeros esfuerzos de colaboración en esta materia fue CLGrid. Esta iniciativa surgió en 2006, en respuesta a la inquietud y compromiso de un grupo de investigadores de ocho universidades, quienes soñaban con la creación de una infraestructura de grid nacional, que apoyara el desarrollo de la ciencia, mediante el uso de recursos (cómputo, almacenamiento, etc.) distribuidos a lo largo del país y conectados mediante la red académica de REUNA.
Desde su origen, CLGrid realizó numerosos workshops, en los que secompartieron experiencias, realizaron capacitaciones y analizaron los pasos a seguir para concretar estas aspiraciones colectivas. Fue así como en 2011, surgió NLHPC, iniciativa liderada por la Universidad de Chile y que reúne a la Universidad Católica del Norte (UCN), Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), Universidad de Santiago de Chile (USACH), Universidad de Talca (UTalca) y Universidad de la Frontera (UFRO), en asociación con
REUNA. Este es un proyecto asociativo, financiado por el PIA de Conicyt, y su objetivo es instalar una capacidad de cómputo de alto rendimiento, que permita satisfacer la demanda nacional de esta tecnología, ofreciendo servicios de alta calidad y promoviendo su uso en problemas de investigación básica y aplicada, asícomo en aplicaciones industriales.
La red de NLHPC está distribuida entre Santiago, Valparaíso, Talca, Temuco y Antofagasta, y se vincula a través de la plataforma digital de REUNA. De esta forma, todas las instituciones participantes cuenta
con sus propios clúster, pero además se encuentran interconectados a un nodo de procesamiento central, alojado en el Centro de Modelamiento Matemático (CMM), de la Universidad de Chile. Es en este centro precisamente donde
se encuentra instalado Leftraru, el súper computador más poderoso del país, que alcanza los 50 teraflops, equivalentes a alrededor de 25 mil notebooks funcionando al mismo tiempo. Esta capacidad lo sitúa en el segundo lugar de América Latina en el ranking Lartop 50, y le permite realizarexperimentos, procesar datos y hacer
simulaciones, en áreas tan distintas como secuenciación genómica, nanotecnología, astronomía, diseño
aeronáutico, medicina y dinámica molecular.
Ciencia de Alto Rendimiento
Entre los objetivos del NLHPC, y como una de las premisas que impulsó esta iniciativa, está el permitir a investigadores nacionales tener acceso a capacidad HPC, para así resolver intensos problemas científicos de computación y data. Es por esto que todos los científicos y académicos que lo requieran pueden solicitar acceso gratuito a tiempo de supercómputo y a capacidad de almacenaje masivo, en los clúster del CMM, llamados Levque y Leftraru.
Para el subdirector de NLHPC, Ginés Guerrero, este es el principal aporte de este proyecto a la ciencia y la investigación: el uso gratuito de una infraestructura de altas prestaciones, única en el país.
“Gracias al poder computacional que esta máquina ofrece, se ha podido realizar simulaciones que antes no eran viables en Chile; reducir de manera considerable el tiempo decómputo de las simulaciones de cientos de científicos; computar una gran cantidad de simulaciones en paralelo, y realizar simulaciones de manera mucho más precisa. Esto hace posible que los científicos puedan obtener resultados y tomar decisiones sobre ellos en un lapso de tiempo
muy inferior al que antes lo hacían, permitiendo que los avances en sus investigaciones se hagan mucho más rápido”.
Gracias al uso de esta tecnología, los científicos y académicos de cada institución asociada al proyecto se encuentran desarrollando sus propias líneas de investigación.
Para la UTFSM, ser parte de NLHPC les ha permitido establecer un innovador enfoque de régimen compartido, a través de la técnica de virtualización que une dos modos de trabajo (HPC con Computación Grid y sistema NLHPC original). Gracias a este sistema, sus usuarios pueden acceder y procesar todos sus datos de gran tamaño en los servidores de almacenamiento del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), y al mismo tiempo, utilizar sistema de NLHPC para la creación de prototipos.
Así como también, correr pruebas en forma local y preparar sus códigos, para futuras ejecuciones en el clúster
remoto (Leftraru), explica Yuri Ivanov, investigador del CCTVal.
Por su parte, en la UFRO se han especializado en física de partículas, diseño de materiales, ensamble de genomas, procesamiento de señales en tiempo real y simulaciones meteorológicas. “Estamos haciendo pronósticos meteorológicos que enviamos a más de 30 agricultores, ajustando el mismo modelo de la Dirección Meteorológica de Chile con estaciones meteorológicas locales, por lo tanto tenemos un pronóstico mejor calibrado para la región. Hablamos de cantidad de lluvia y velocidad del viento, lo que requiere de una mayor cantidad de procesamiento, para poder entregar pronósticos de temperatura a cada hora y emitir alertas de heladas”, destacó Andrés Ávila, director del Centro de Excelencia de Modelación y Computación Científica (CEMCC) de la Universidad de La Frontera.
En el caso de la UChile, existen diversos temas de investigación en los que el NLHPC juega un rol fundamental. Algunos de ellos son: secuenciado de genomas; resolución de problemas de optimización de gran envergadura, como es el caso de la programación de los turnos para el tren de carga del Ferrocarril de Antofagasta; el descubrimiento
de supernovas en tiempo real; simulaciones moleculares en química computacional; y simulaciones de procesos atmosféricos. “Contar con infraestructura y equipamiento que permitan el desarrollo de la actividad académica, científica y tecnológica, en entornos colaborativos, es fundamental para el progreso que el país necesita. Es así como, el modelo de NLHPC, con capacidades de procesamiento centrales unidas a polos distribuidos, que responden a los desafíos locales y/o a necesidades específicas de grupos de investigación, todos ellos interconectados entre sí vía redes de alta velocidad, permite que investigadores de distintas partes del país accedan a recursos que de otra forma no sería posible. Ésta es la mirada integradora que REUNA busca fortalecer, e iniciativas como NLHPC están precisamente en esa línea de desarrollo” indica Paola Arellano, directora ejecutiva de REUNA.
“Nuestro principal enfoque es, y siempre será, ayudar al progreso de la ciencia”
Actualmente, NLHPC se encuentra en una etapa de renovación del proyecto, lo cual obligatoriamentelleva a un momento de balances y proyecciones. “Pienso que estos cinco años han permitido que el NLHPC llegue a una fase de
madurez, cuya proyección a corto plazo sería la de mantener el funcionamiento de la infraestructura actual como lo está haciendo hasta ahora, pero expandiéndonos al sector público y privado. Eso sí, queremos centrar esta expansión
principalmente en el apoyo a estas áreas para incentivar que usen HPC, demostrándoles lo que ‘este gran desconocido’ puede hacer para ayudar en su progreso. No hay que olvidar que nuestro principal enfoque es, y siempre será, ayudar al progreso de la ciencia del país”,señala Ginés Guerrero.
A largo plazo, las proyecciones de esta gran iniciativa colaborativa van aún más allá y el gran desafío de NLHPC es
llegar a ser considerado como un centro de HPC que no tenga nada que envidiar a los centros de supercomputación dereferencia internacional.
Para esto, es vital que el Estado tome conciencia de que esta inversión es necesaria e imprescindible para que el país pueda competir y progresar, en diversas áreas, donde la computación puede jugar un papel de gran relevancia. Varios expertos coinciden en afirmar que un país que no computa, no compite y Chile no se puede quedar atrás.
Fuente: Red Acción, Reuna