El Barcelona Supercomputing Center – Centre Nacional de Supercomputació (BCS-CNS) ha inaugurat aquest dijous el MareNostrum 5, un dels superordinadors europeus més punters del món. La nova maquinària estarà conformada per quatre particions, dues de principals que ja es troben operatives i dues d’experimentals, de menor mesura, que s’acabaran d’instal·lar durant el 2024 i s’empraran per testejar tecnologies de frontera. La seva posada en marxa arriba setmanes després de la publicació del darrer Top 500 de LINPACK, el rànquing bianual que ordena els superordinadors del món en funció de la seva potència, i el MareNostrum 5 ha aconseguit convertir-se en l’única màquina europea que col·loca dues particions dins del top 20. La nova computadora té una potència combinada de 314 petaflops, una xifra que multiplica per 23 la del seu predecessor, el MareNostrum 4, i que equival a la de 380.000 portàtils de gamma alta.

Sumant l’adquisició, la instal·lació i la seva operativa durant els pròxims cinc anys, el MareNostrum 5 tindrà un cost total de 202 milions d’euros, la meitat dels quals són finançats per la Unió Europea dins del pla EuroHPC JU, una estratègia conjunta per aconseguir que el continent deixi de dependre tecnològicament del hardware fabricat als Estats Units i a l’Àsia. “La ciència de frontera avui no pot avançar sense l’ús de grans recursos computacionals. Biologia, astronomia, enginyeria, climatologia… és gairebé impossible estar a la frontera del coneixement sense l’ús de grans computadors”, ha assegurat el director associat del BSC, Josep Maria Martorell. Amb aquesta idea en ment, el MareNostrum 5 se suma al Lumi finlandès i al Leonardo italià com el tercer dels cinc grans supercomputadors europeus, un llistat que completaran el projecte Joules Verne francès i el Jupiter alemany.

A diferència del MareNostrum 4, el nou superordinador del BSC no se situa a la capella de la Torre Girona, sinó en nou espai construït específicament per la màquina, de 900 metres quadrats i més de sis metres d’alçada que es podrà observar des de dalt gràcies a una paret de vidre situada a la part superior. “Hem intentat superar la visibilitat de la capella amb l’objectiu d’atraure el màxim d’interès per la ciència, no només d’investigadors, també de la ciutadania, perquè comprenguin que és important que hi hagi gent que vulgui participar en aquests temes”, ha explicat el director d’operacions del BSC i principal encarregat de l’assemblatge del MareNostrum 5, Sergi Girona. De fet, el BSC és una de les poques institucions de supercomputació del món que ofereix visites obertes a la ciutadania, i en el darrer any han rebut unes 20.000 persones, en gran part estudiants. Entre les mesures preses per amplificar aquesta tendència, l’entitat ha proposat a l’Ajuntament de Barcelona la posada en marxa d’un bus turístic que faci una ruta pels diversos centres científics de la capital catalana.

Dues particions per ampliar horitzons

Segons ha explicat el director del BSC, Mateo Valero, la filosofia que han seguit a l’hora de dissenyar la nova maquinària no ha estat assolir la màxima potència possible —la qual els ajudaria a pujar posicions als rànquings—, sinó construir un ordinador versàtil que s’adapti als diferents projectes d’investigació que requereixin els científics. És per això que han decidit comptar amb quatre particions ben diferenciades, dues de propòsit general i dues d’accelerades. De cadascuna de les dues tipologies n’hi ha una de principal, ja operativa, i una de menor mesura, que arribarà durant el 2024 i estarà dedicada a testejar noves tecnologies, aquelles tècniques que se sospiti que en el futur puguin esdevenir un estàndard, però que, avui dia, encara no estan prou establertes.

El MareNostrum 5 és l'únic superordinador d’Europa que ha col·locat dues particions entre els 20 primers del Top 500 elaborat per LINPACK

La partició de propòsit general principal està produïda per Lenovo i està conformada per 90 racks (els armariets que contenen les plaques) que aglomeren en total 6.480 nodes amb dos processadors Intel Sapphire Rapids 8480+ de 112 nuclis cadascun, la qual cosa suposa un total de 12.960 xips. La màquina és capaç d’assolir un rendiment teòric màxim de 46,37 petaflops per segon (PFlop/s) i és la partició de propòsit general basada en l’arquitectura computacional x86 més gran construïda fins al dia d'avui. Aquesta part del MareNostrum 5 està dissenyada per efectuar tasques de computació més clàssica i està pensada, per exemple, pels càlculs necessaris en operacions relacionades amb el canvi climàtic. El seu rendiment ha assolit la posició 19 en el Top 500 de LINPACK i la 81 en el Green500, el rànquing de la mateixa entitat que avalua l’eficiència energètica dels superordinadors.

Per la seva banda, la partició accelerada ja operativa ha estat desenvolupada per EVIDEN i la formen 35 racks que emmagatzemen 1.120 nodes amb dos processadors Intel Sapphire Rapids 8460Y+ de 64 nuclis i quatre Nvidia Hopper cadascuna (un total de 6,720 xips). La partició accelerada destaca per destinar tots els recursos de manera directa a una única tasca, la qual cosa li permet assolir un rendiment teòric màxim de fins a 260 PFlop/s. A tall de comparativa, un sol dels xips Nvidia Hopper de les seves plaques és el doble de ràpid que tot el MareNostrum 1 del 2005, que en el seu moment va ser el quart superordinador més ràpid del món. Aquesta partició assoleix la vuitena posició al rànquing de potència de LINPACK (la tercera a escala europea) i la sisena del rànquing Green500 d’eficiència energètica. El seu disseny està pensat per ser explotat en tasques que requereixin molta potència computacional bruta, com la intel·ligència artificial o les simulacions numèriques.

Un únic xip Nvidia Hopper dels quatre que conformen cadascuna de les 1.120 plaques de la partició accelerada del MareNostrum 5 té el doble de potència que tot el MareNostrum 1 estrenat el 2005

Malgrat tractar-se de dues particions diferenciades, el superordinador està dissenyat perquè tots els nodes puguin interactuar entre ells i fer servir el mateix serveix d’emmagatzematge, que arriba als 240.000 terabytes (TB) en disc i als 400 TB en cinta, un dels “punts diferencials” del superordinador, segons assegura Girona.