•Notícia
Compartir
Supercomputació per al progrés
Parlar de supercomputació és parlar de l’explotació del petroli, de la predicció de la qualitat de l’aire o del disseny de les futures arquitectures dels ordinadors. I és que cada vegada són més els projectes científics i tecnològics que requereixen l’ús de càlcul intensiu.
Continguts Relacionats
10/03/2010
Els supercomputadors han esdevingut una eina indispensable per al progrés científic. La gran potència de càlcul d’infraestructures com ara el MareNostrum, que ofereixen la possibilitat de processar milions d’instruccions per segon i simular fenòmens molt complexos que no poden ser reproduïts en un laboratori, és fonamental per donar respostes en diferents àmbits de la ciència i la tecnologia.
MareNostrum, un dels supercomputadors més potents d’Europa, que disposa d’una capacitat de càlcul de 94,21 teraflops —94,21 bilions d’operacions per segon—, està allotjat al Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Computació (BSC-CNS), dirigit pel doctor enginyer en Telecomunicació i catedràtic de la UPC Mateo Valero. Des de la seva posada en marxa el 2005 ha donat suport a nombrosos projectes de recerca d’alta qualitat científica i impacte internacional.
La indústria petroliera utilitza algorismes per analitzar i interpretar els mapes generats per les imatges sísmiques. Tècnicament, el que diferencia aquest projecte d’altres és que l’equip liderat per José M. Cela, membre del BSC-CNS i professor de la UPC, ha utilitzat l’algorisme RTM (reverse time migration), ara per ara el mètode que genera imatges més nítides de la realitat física. “Hem fet el primer RTM comercial”, explica Cela. “Bàsicament, el que hem aconseguit és accelerar l’algorisme, que ara es pot executar en poques hores i resulta una tècnica funcional que Repsol pot utilitzar en la seva producció. I ho hem fet utilitzant tots els nivells de paral·lelisme possibles”, explica.
La primera versió de l’RTM es va desenvolupar amb els processadors JS21 de MareNostrum, 4.000 dels quals van estar treballant-hi durant tres mesos. El següent pas va ser migrar l’algorisme a una altra plataforma, el processador Cell. El codi del projecte es va executar amb MariCel —un prototip de supercomputador basat en Cell i desenvolupat pel BSC—, i ara l’algorisme es pot executar en poques hores.
Aquesta tecnologia situa Repsol a l’avantguarda de l’exploració en zones geològicament complexes, on la presència de capes salines actuen com a miralls i impedeixen veure què hi ha sota si s’utilitzen tècniques convencionals. Una prova de l’impacte que ha tingut el projecte són els èxits exploratoris obtinguts per la multinacional durant el 2009.
Predir la qualitat de l’aireBatejat amb el nom de Caliope, el projecte, finançat pel Ministeri de Medi Ambient i coordinat per José María Baldasano, director de l’àrea de Ciències de la Terra del BSC i catedràtic de la UPC, té l’objectiu de desenvolupar un sistema de predicció de la qualitat de l’aire per a Espanya.
Per desenvolupar un sistema de modelització com aquest s’han tingut en compte tres elements clau: la meteorologia, les emissions de contaminants i la dispersió i la reacció atmosfèriques. Aquesta gran quantitat de dades es processa gràcies a les capacitats computacionals de MareNostrum, fins a aconseguir unes imatges que mostren la previsió de la qualitat de l’aire per a les properes 48 hores.
Per incorporar al model desenvolupat les millores necessàries, es comparen els resultats aconseguits amb les dades reals obtingudes a través de les diferents estacions de mesura.
Un altre dels elements específics i diferencials de Caliope és que està dissenyat per treballar amb una resolució de 12 quilòmetres de malla sobre Europa i de quatre sobre la península Ibèrica i les illes Balears. Aquest nivell de detall el situa a l’avantguarda d’aquests sistemes, ja que ara per ara la majoria treballen amb malles de 10 a 20 quilòmetres quadrats.
El PRACE crearà un servei permanent de supercomputació d’altes prestacions per a Europa que donarà lloc a la instal·lació d’ordinadors amb una potència de càlcul molt superior a la dels superordinadors actuals. El servei articularà entre tres i cinc centres, entre els quals hi ha el BSC-CNS, reforçats per institucions locals i nacionals de supercomputació que treballaran conjuntament.
L’arc mediterrani pateix episodis regulars d’intrusió de pols sahariana i és per això que l’Agència Meteorològica Espanyola (AEMET) disposa d’un sistema de predicció de tempestes per saber amb antelació com i quines zones afectaran per prendre les mesures de precaució necessàries.
Aquest sistema operacional que modelitza el transport de pols natural des del Sàhara cap a Europa ha estat desenvolupat al BSCCNS. Una recerca que ha fet que l’Organització Mundial Meteorològica impulsi un sistema global de predicció i alerta de tempestes per obtenir un pronòstic comparatiu de diferents models. Està configurat a partir de les observacions que faciliten els satèl·lits de la NASA i una xarxa d’estacions de teledetecció terrestres, dades que es processen amb l’ajuda de supercomputadors com el MareNostrum.
FOTO El model DREAM, desenvolupat al BSC-CNS, modelitza l’efecte de les partícules de pols sahariana que arriben a la península Ibèrica i a Europa.
MareNostrum, un dels supercomputadors més potents d’Europa, que disposa d’una capacitat de càlcul de 94,21 teraflops —94,21 bilions d’operacions per segon—, està allotjat al Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Computació (BSC-CNS), dirigit pel doctor enginyer en Telecomunicació i catedràtic de la UPC Mateo Valero. Des de la seva posada en marxa el 2005 ha donat suport a nombrosos projectes de recerca d’alta qualitat científica i impacte internacional.
El Marenostrum permet simular fenòmens que no es poden reproduir en un laboratori
De les iniciatives en què actualment treballa el BSC-CNS, cal destacar-ne el projecte Kaleidoscope, desenvolupat conjuntament amb Repsol, que permet generar imatges sísmiques del subsòl i processar-les 14 vegades més ràpidament que amb altres tecnologies, amb l’objectiu de determinar la viabilitat de l’extracció de petroli en aigües del golf de Mèxic. La indústria petroliera utilitza algorismes per analitzar i interpretar els mapes generats per les imatges sísmiques. Tècnicament, el que diferencia aquest projecte d’altres és que l’equip liderat per José M. Cela, membre del BSC-CNS i professor de la UPC, ha utilitzat l’algorisme RTM (reverse time migration), ara per ara el mètode que genera imatges més nítides de la realitat física. “Hem fet el primer RTM comercial”, explica Cela. “Bàsicament, el que hem aconseguit és accelerar l’algorisme, que ara es pot executar en poques hores i resulta una tècnica funcional que Repsol pot utilitzar en la seva producció. I ho hem fet utilitzant tots els nivells de paral·lelisme possibles”, explica.
La primera versió de l’RTM es va desenvolupar amb els processadors JS21 de MareNostrum, 4.000 dels quals van estar treballant-hi durant tres mesos. El següent pas va ser migrar l’algorisme a una altra plataforma, el processador Cell. El codi del projecte es va executar amb MariCel —un prototip de supercomputador basat en Cell i desenvolupat pel BSC—, i ara l’algorisme es pot executar en poques hores.
Repsol usa la nova tècnica del BSC-CNS per analitzar la viabilitat de
l'extracció de petroli
l'extracció de petroli
Aquesta tecnologia situa Repsol a l’avantguarda de l’exploració en zones geològicament complexes, on la presència de capes salines actuen com a miralls i impedeixen veure què hi ha sota si s’utilitzen tècniques convencionals. Una prova de l’impacte que ha tingut el projecte són els èxits exploratoris obtinguts per la multinacional durant el 2009.
Predir la qualitat de l’aire
Per desenvolupar un sistema de modelització com aquest s’han tingut en compte tres elements clau: la meteorologia, les emissions de contaminants i la dispersió i la reacció atmosfèriques. Aquesta gran quantitat de dades es processa gràcies a les capacitats computacionals de MareNostrum, fins a aconseguir unes imatges que mostren la previsió de la qualitat de l’aire per a les properes 48 hores.
Per incorporar al model desenvolupat les millores necessàries, es comparen els resultats aconseguits amb les dades reals obtingudes a través de les diferents estacions de mesura.
Un altre dels elements específics i diferencials de Caliope és que està dissenyat per treballar amb una resolució de 12 quilòmetres de malla sobre Europa i de quatre sobre la península Ibèrica i les illes Balears. Aquest nivell de detall el situa a l’avantguarda d’aquests sistemes, ja que ara per ara la majoria treballen amb malles de 10 a 20 quilòmetres quadrats.
FOTO La imatge que genera l’RTM (dalt) és més nítida que l’obtinguda amb altres mètodes com ara el WEM (baix).
L’usuari final del sistema, pioner en l’àmbit internacional i accessible en xarxa, són les administracions que tenen la responsabilitat de la gestió de la qualitat de l’aire, els ciutadans i el món de la recerca i el desenvolupament. L’objectiu: disposar d’un instrument potent d’informació i de gestió. Després de tres anys de rodatge, Caliope estarà enllestit el proper mes de juliol.
Supercomputació que desclou
Capacitar els investigadors europeus per afrontar els grans reptes de la ciència i la tecnologia fent servir la supercomputació és la missió estratègica del consorci PRACE, el Partnership for Advanced Computing in Europe, que ha de consolidar Barcelona com l’epicentre de la supercomputació del continent, amb el BSC-CNS com a principal soci d’aquest ens.El consorci PRACE crearà un servei de supercomputació d'altes prestacions a Europa
El PRACE crearà un servei permanent de supercomputació d’altes prestacions per a Europa que donarà lloc a la instal·lació d’ordinadors amb una potència de càlcul molt superior a la dels superordinadors actuals. El servei articularà entre tres i cinc centres, entre els quals hi ha el BSC-CNS, reforçats per institucions locals i nacionals de supercomputació que treballaran conjuntament.
El perillós viatge de la pols sahariana
L’arc mediterrani pateix episodis regulars d’intrusió de pols sahariana i és per això que l’Agència Meteorològica Espanyola (AEMET) disposa d’un sistema de predicció de tempestes per saber amb antelació com i quines zones afectaran per prendre les mesures de precaució necessàries.
Aquest sistema operacional que modelitza el transport de pols natural des del Sàhara cap a Europa ha estat desenvolupat al BSCCNS. Una recerca que ha fet que l’Organització Mundial Meteorològica impulsi un sistema global de predicció i alerta de tempestes per obtenir un pronòstic comparatiu de diferents models. Està configurat a partir de les observacions que faciliten els satèl·lits de la NASA i una xarxa d’estacions de teledetecció terrestres, dades que es processen amb l’ajuda de supercomputadors com el MareNostrum.
FOTO El model DREAM, desenvolupat al BSC-CNS, modelitza l’efecte de les partícules de pols sahariana que arriben a la península Ibèrica i a Europa.
MareIncognito: el vertigen del supercàlcul
El BSC-CNS també està treballant en el projecte MareIncognito, una recerca amb IBM per definir les característiques i el disseny de la nova generació de supercomputadors que permetran assolir una potència de càlcul de 10 petaflops (10.000 bilions d’operacions per segon), és a dir, cent vegades superior a l’actual MareNostrum.
El responsable del projecte és Jesús Labarta, del Departament d’Arquitectura de Computadors de la UPC i director de l’àrea de Ciències de la Computació del BSC-CNS. “L’objectiu —explica Labarta— era estudiar les possibilitats que oferia dissenyar màquines basades en el processador Cell, desenvolupat per IBM conjuntament amb Sony i Toshiba per equipar la videoconsola Play Station 3. Conscients de les dificultats que això implicava, podríem dir que hem fet de la necessitat una virtut: intentant fer coses que funcionessin amb Cell, hem arribat a solucions més interessants desenvolupant tècniques d’aplicabilitat més general”. “En paral·lel —afegeix—, estem col·laborant amb l’equip que està dissenyant la següent versió del processador Cell per veure quines característiques hauria de tenir”.
Aquesta no és l’única àrea de treball que s’aborda en un projecte de la transcendència del MareIncognito. Un altre equip està estudiant els models de programació, és a dir, com s’haurien de programar aquestes màquines en el futur. “Es tracta de tenir clar quins són els conceptes importants. Els programadors haurien de definir en abstracte el que volen que es calculi, de manera que el software, és a dir, com això es tradueix o es mapeja sobre un hardware concret, hauria de ser el més automàtic possible. Els programes normals habitualment no disposen d’aquestes possibilitats, i això fa que siguin difícils de portar a arquitectures noves”, puntualitza.
Després d’un primer any de desenvolupar infraestructura d’anàlisi de rendiment i simulació, un segon any de completar-la i començar a obtenir resultats, ara es tracta d’aplicar-la a situacions reals, a programes reals.
El BSC-CNS també està treballant en el projecte MareIncognito, una recerca amb IBM per definir les característiques i el disseny de la nova generació de supercomputadors que permetran assolir una potència de càlcul de 10 petaflops (10.000 bilions d’operacions per segon), és a dir, cent vegades superior a l’actual MareNostrum.
El responsable del projecte és Jesús Labarta, del Departament d’Arquitectura de Computadors de la UPC i director de l’àrea de Ciències de la Computació del BSC-CNS. “L’objectiu —explica Labarta— era estudiar les possibilitats que oferia dissenyar màquines basades en el processador Cell, desenvolupat per IBM conjuntament amb Sony i Toshiba per equipar la videoconsola Play Station 3. Conscients de les dificultats que això implicava, podríem dir que hem fet de la necessitat una virtut: intentant fer coses que funcionessin amb Cell, hem arribat a solucions més interessants desenvolupant tècniques d’aplicabilitat més general”. “En paral·lel —afegeix—, estem col·laborant amb l’equip que està dissenyant la següent versió del processador Cell per veure quines característiques hauria de tenir”.
Aquesta no és l’única àrea de treball que s’aborda en un projecte de la transcendència del MareIncognito. Un altre equip està estudiant els models de programació, és a dir, com s’haurien de programar aquestes màquines en el futur. “Es tracta de tenir clar quins són els conceptes importants. Els programadors haurien de definir en abstracte el que volen que es calculi, de manera que el software, és a dir, com això es tradueix o es mapeja sobre un hardware concret, hauria de ser el més automàtic possible. Els programes normals habitualment no disposen d’aquestes possibilitats, i això fa que siguin difícils de portar a arquitectures noves”, puntualitza.
Després d’un primer any de desenvolupar infraestructura d’anàlisi de rendiment i simulació, un segon any de completar-la i començar a obtenir resultats, ara es tracta d’aplicar-la a situacions reals, a programes reals.
Segueix-nos a Twitter
