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  18/12/2020

Europa a por su propio ecosistema HPC

No sería justo decir que Europa ha perdido la carrera de la supercomputación ante potencias como Estados Unidos, Japón o China. No sería justo, porque nunca ha estado realmente a la altura de la competición. Sólo en 2018 se ha metido colectivamente en la carrera, con la creación de EuroHPC, un consorcio público-privado a partir del cual se pretende construir un ecosistema dedicado a la computación de alto rendimiento (HPC). El grupo trasciende los límites de los 27, al acoger cinco socios extracomunitarios: Suiza, Islandia, Montenegro, Macedonia del Norte y Turquía. Sería ocioso añadir que, en virtud del Brexit, las autoridades de Reino Unido han optado por la autoexclusión.

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Mientras las previsiones globales apuntan que Estados Unidos superará el listón del exaflop (1018) en 2021, cuando entre en funcionamiento el superordenador Aurora, suministrado por HPE Cray al Argonne National Laboratory, los planes europeos contemplan cruzar esa línea un año más tarde o más probablemente en 2023.

La apuesta de EuroHPC tiene visos de firmeza, a condición de que se cumplan las previsiones presupuestarias. Según el director general del organismo, el danés Anders Dam Jensen, el objetivo fundacional es que cada partícipe obtenga resultados superiores a los que podría conseguir de no formar parte del colectivo. Hasta ahora, sólo Alemania y Francia, seguidas por España e Italia han tenido políticas activas de apoyo a la supercomputación, aunque el resto de países comparte el interés en este campo científico.

Sobre el papel, el objetivo de EuroHPC se concreta en el desarrollo de ocho proyectos. Cinco de ellos se moverían en la órbita de los petaflops y los tres restantes en la incipiente categoría de pre-exaflops. Desde el pasado septiembre, el organismo se ha despegado de la supervisión de la Comisión Europea, pasando a ser autónomo no sólo operativamente sino también en la ejecución de su presupuesto. Lo que no quiere decir que el ejecutivo comunitario se desentienda de su financiación: de hecho, ha propuesto destinar 8.000 millones de euros a financiar la próxima generación de superordenadores y – lo que no es menos importante – de procesadores. Es un cambio de escala muy significativo, si se compara con los 1.500 millones que se asignaron a la primera fase de EuroHPC, que termina este año.

Los 8.000 millones del presupuesto serán cubiertos por tres partes: la UE contribuirá con 3.500 millones y la misma cantidad será repartida entre los estados miembros, dejando a cargo del sector privado los 1.000 millones restantes. Como el marco financiero llega hasta el 2027, la inversión media anual será de 1.000 millones de euros por año.

La fase 2 de EuroHPC tendrá dos etapas; en la primera (2021-2022) se promoverán dos superordenadores de exaescala y varios en el rango de entre 100 y 200 petaflops, para los que no faltan candidaturas. Se contempla, aun sin horizonte claro, que a partir de 2025 se alcanzarán los  10 exaflops en una máquina que seguramente estaría entre las primeras del ranking mundial.

Adriano Galano, especialista en HPC e Inteligencia Artificial de Hewlett Packard Enterprise, aprecia en estos movimientos “una pugna por la hegemonía estratégica en los datos”, pero lamenta que Europa no haya sido hasta ahora capaz de exigirse a sí misma el ritmo necesario para estar a la altura de su predicamento en otras áreas.

De los tres proyectos de mayor envergadura, con rango pre-exascala, uno ha sido adjudicado a la francesa Atos, que ha hecho valer la herencia de Bull para ganar el concurso de instalación en Bolonia un superordenador que lucirá el nombre de Leonardo, con una potencia pico de 322,6 petaflops. El otro, bautizado LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) se instalará en Kajaari (Finlandia) y será construido por HPE Cray, con 552 petaflops de máxima.

A priori, el siguiente paso debería ser la adjudicación del Mare Nostrum 4 del Barcelona Supercomputing Center, cuyo concurso aún no ha concluido. A falta de conocer sus especificaciones y plazo, el LUMI – un modelo EX de Cray con procesadores Epyc de AMD – será el más potente de Europa, no se sabe por cuánto tiempo. Si el LUMI estuviera ahora en servicio, ya sería el primero del mundo, por delante de los actuales números uno y dos del ranking: Fugaku (de Fujitsu) y Summit (IBM). Se conjetura que, llegado el momento (y si China no se reserva alguna sorpresa) se situará entre los cinco primeros, dado que en 2021 el Aurora (del mismo fabricante y misma familia de chips) habrá inaugurado la era de la exascala.

El Leonardo, con Atos como actor principal, tendrá una potencia máxima de 320 petaflops y la aspiración de convertirse en la máquina más potente dedicada a la Inteligencia Artificial gracias a sus 14.000 procesadores gráficos suministrados por Nvidia. Aunque su tarjeta de presentación puede parecer más humilde que la del LUMI, Leonardo reviste especial interés porque da alas al único fabricante europeo de superordenadores.

En la presentación, el director general de EuroHPC resaltó que uno de los objetivos del plan es mostrar una cierta capacidad autárquica en estas infraestructuras. Hacia 2023, se espera que la tecnología europea esté en condiciones de proporcionar un procesador de última generación a través de la European Processor Initiative  (EPI).

Años atrás, sólo Bull – con la Comisión de Energía Atómica (CEA) francesa, podía proponerse como campeón europeo de la supercomputación, antes de ser absorbida por Atos. Siemens, que en tiempos lejanos tuvo parecida ambición, vendió sus activos informáticos, también a Atos. Actualmente, Atos ostenta el primer puesto del ranking europeo (y séptimo mundial) gracias al Juwels, un superordenador Bull Sequana XH2000 del centro de investigación Forschungszentrum Jülich (cerca de Aquisgran, en Alemania). Asimismo, en el CSC finlandés donde se instalará el LUMI, Atos cuenta con otro de la misma familia, al que se suman otros 30 en Europa.

HPE ha dado un salto adelante con dos adquisiciones en poco tiempo: SGI en 2016 y Cray en 2019. Galano explica que la compañía está incorporada de pleno a el ecosistema europeo al que aporta 300 profesionales dedicados a HPC en sus centros de Grenoble y Ginebra. La asimilación de Cray dentro de HPE es completa, aunque se haya mantenido la referencia a una marca que se asocia con los años heroicos de la supercomputación. Dice Galano: “toda la ingeniería e I+D que ha permitido a Cray ganar proyectos en Estados Unidos se ha industrializado, dando nacimiento a una nueva generación, los identificada con la sigla EX, uno de los cuales se instalará en Finlandia”.

Por otro lado, más allá de la investigación científica (ejemplo: el cúmulo de esfuerzos relacionados con la Covid-19) para que Europa no pierda terreno, se buscan aplicaciones corporativas que requieran gran capacidad de cálculo. Recíprocamente, contar con apoyo empresarial es fundamental porque en los dos superordenadores de más potencian que se han aprobado en Europa, la parte pública y la privada corren cada una con el 50% de la inversión – sólo el coste del LUMI ha sido calculado en 200 millones de euros – pese a que el reparto de la potencia no es paritario: EuroHPC sólo controla la mitad y el otro 50% se reserva al país anfitrión. En el caso de las máquinas petasescala, EuroHPC financia (y controla) el 35%, dejando a cargo de la iniciativa privada la mayor parte.

Jensen fundamenta este régimen en que el 20% del tiempo de cálculo del consorcio se asignará a la industria, con especial interés en las pymes, proporcionándoles acceso gratuito a aplicaciones industriales afines a proyectos de I+D financiados por la UE. Con el tiempo, esta práctica debería extenderse; incluso se discute si abrir modalidades de pago por uso, como es corriente en los servicios de cloud computing.

En la conversación telefónica, Galano se mostraba optimista sobre este aspecto. Sin los contratos industriales, difícilmente este mercado estaría creciendo un 22% anual, dijo. Implantar el pago por uso como ha hecho HPE a través de su fórmula Greenlake.

Por supuesto, la inteligencia artificial juega un papel primordial en la supercomputación actual y va a seguir influyendo en el desarrollo de nuevas y más aplicaciones. Una de las consecuencias de esta intensidad es el giro que ha dado la rivalidad tradicional entre Intel y AMD, ahora con la intrusión de Nvidia.

Con un claro protagonismo en los superordenadores de Atos –  como el Leonardo – Nvida está presente en otros proyectos europeos menos notorios, como es el caso del MeluXina, de Luxemburgo, que contará con 800 chips gráficos A100 y ofrecerá 500 petaflops al servicio de aplicaciones de IA en ciencias médicas, servicios financieros e industria. Por su parte, el Vega – también de Atos – estará ubicado en Marivor (Eslovenia) con 240 GPU de Nvidia.

A este panorama habría que agregar el EURO_IT41 previsto para el centro de supercomputación de Ostrava, en la República Checa, con una potencia de 350 petaflops, en parte destinados a aplicaciones industriales. Espera turno al proyecto portugués, del Minho Advanced Computing Centre (MACC).

Tal vez el énfasis en ver la supercomputación bajo la óptica del hardware opaca otras capacidades que Europa está en condiciones de ofrecer. Esta es otra observación de Adriano Galano, confirmada por palabras del director de EuroHPC: “Europa no sólo es una fuerza impulsora del desarrollo de las aplicaciones sino que también ocupa una posición que me atrevo a llamar de liderazgo en la investigación fundamental, de la que es un buen ejemplo la computación cuántica”.


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