Soluciones informáticas para una supercomputación eficiente desde el punto de vista energético
Se espera que los potentes superordenadores a exaescala resulten cruciales para la investigación científica de alto nivel. También se espera que requieran una cantidad sustancial de energía. Tal y como señala el coordinador del proyecto REGALE, Georgios Goumas, del Instituto de Sistemas de Comunicación e Informáticos de la Universidad Técnica Nacional de Atenas (Grecia): «El consumo de energía podría ser del orden de decenas de megavatios. Además, los sistemas de esta escala son bastante difíciles de programar, sobre todo cuando se persigue una escalabilidad del orden de miles, incluso millones de nodos de cálculo». Aunque la mayoría de los superordenadores toman la energía de la red central, el aumento de la demanda podría hacer necesaria la generación de energía «in situ». Por tanto, abordar la eficiencia energética es un paso esencial para garantizar la viabilidad y la adopción generalizada de la informática a exaescala. Para abordar este problema, el proyecto REGALE reunió a expertos en supercomputación e investigadores y científicos, así como a usuarios finales de sectores críticos como las energías renovables, la evaluación de riesgos empresariales y la industria automovilística.
«Software» para sistemas de supercomputación
«Nos centramos en la utilización eficaz de los recursos informáticos para mejorar el rendimiento de las aplicaciones, el rendimiento del sistema y la eficiencia energética —afirma Goumas—. También estudiamos cómo garantizar el uso fácil y flexible de los servicios de supercomputación por parte de desarrolladores y usuarios de aplicaciones». Para lograrlo, el equipo del proyecto construyó varios prototipos de sistemas de superordenadores. En concreto, el equipo del proyecto identificó e implantó «software» diseñado para garantizar una coordinación fluida entre procesos, nodos y sistemas. Este «software» incluía mejoras y la coordinación de varias herramientas de código abierto como OAR, EAR, DCDB, EXAMON, COUNTDOWN, MELISSA, RYAX y otras. Son necesarios para una utilización eficaz de los recursos y la ejecución de aplicaciones complejas. «Estas diferentes herramientas funcionan de forma concertada para apoyar operaciones de eficiencia energética en distintos niveles de la arquitectura —explica Goumas—. También ayudan a implantar una infraestructura básica que admite la modularidad y la interoperabilidad, y puede integrar cualquier componente con una modificación mínima».
Soluciones eficientes desde el punto de vista energético, sostenibles y ecológicas
La solución de REGALE se probó satisfactoriamente en una prueba piloto con socios del sector para demostrar que las herramientas funcionan a la perfección en distintos casos de uso. La arquitectura de supercomputación de REGALE se utilizó en el diseño de un parachoques de coche fabricado con polímeros reforzados con carbono, así como en el diseño de turbinas hidráulicas. «Varias de estas herramientas están llegando a instalaciones de supercomputación industriales o de investigación —añade Goumas—. Los socios del proyecto también han expresado un gran interés en seguir desarrollando la arquitectura y el marco generales de esta solución». El objetivo último es garantizar que los avances logrados a través del proyecto REGALE contribuyan a una supercomputación más eficiente desde el punto de vista energético, sostenible y ecológico en Europa. El proyecto se llevó a cabo con el apoyo de la Empresa Común de Informática de Alto Rendimiento Europea (EC EuroHPC), una iniciativa creada para desarrollar un ecosistema de supercomputación de categoría mundial en Europa. «REGALE comenzó con objetivos ambiciosos, un consorcio de socios europeos diverso y excepcional y el objetivo de allanar el camino hacia una mayor eficiencia energética en la nueva generación de superordenadores a exaescala —afirma Goumas—. Gracias al compromiso y la excelente colaboración entre todos los socios, ahora podemos presentar la cadena de herramientas REGALE, una base abierta y escalable para la supercomputación sostenible».
Eficiencia energética a exaescala
Este aumento de la capacidad de cálculo puede beneficiar a toda una serie de aplicaciones complejas, como la predicción meteorológica, la prevención de catástrofes naturales y la modelización del clima. Otros posibles usos finales son la medicina personalizada y la inteligencia artificial. «Pero más allá de estas aplicaciones, la informática a exaescala también tiene el potencial de democratizar el acceso a los recursos de supercomputación —concluye Goumas—. Investigadores, científicos y pymes podrían tener un acceso más fácil y barato a servicios informáticos avanzados».
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