¡Que lo parió Mendieta!

La Universidad Nacional de Córdoba posee la computadora más potente de la Argentina. Mendieta, en clara alusión al célebre personaje de Fontanarrosa, es un hito en la computación de alto desempeño del país.

LarTop 50 es un sitio que lista las supercomputadoras más potentes de América Latina. Del ranking actualizado publicado en octubre pasado se desprende que actualmente la computadora más potente de la Argentina es Mendieta, un poderoso conjunto de procesadores perteneciente a la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).

Profundizando en la génesis de esta computadora, la iniciativa fue impulsada por la Facultad de Matemática, Astronomía y Física (FaMAF) de la UNC, el Instituto de Física “Enrique Gaviola” (IFEG) y el Instituto de Astronomía Teórico Experimental (IATE), ambos del CONICET. Posteriormente, se sumaron a la iniciativa la Facultad de Ciencias Químicas, la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales y el Observatorio Astronómico Córdoba, los tres pertenecientes a la UNC, junto al Centro Científico Tecnológico Córdoba (CCT Córdoba) del CONICET. Este conjunto de actores conforman el Centro de Computación de Alto Desempeño (CCAD) de la UNC, al que pertenece Mendieta. La segunda etapa de esta supercomputadora fue financiada por el Sistema Nacional de Computación de Alto Desempeño (SNCAD) del MINCyT. Mendieta fue puesta en marcha el 6 de junio de 2014.

El presidente del CCAD es el doctor en física Oscar Reula, docente de la FaMAF e investigador superior del CONICET. Reula se doctoró en Chicago en la década de los ’80, luego hizo investigaciones posdoctorales en Alemania y retornó a la Argentina en 1989, justo el año en el comenzaba a consolidarse un sombrío panorama para la ciencia y la tecnología en el país. Sin embargo, esto no fue motivo de desánimo y más de veinte años después el horizonte es bien distinto.

Mendieta (rack gris a la izquierda) junto a Cristina (racks negros de la derecha). A pesar de ser la primera muy superior en potencia, ocupa cerca de 1/3 del volumen de la segunda.

Mendieta se encuentra físicamente ubicada en el subsuelo del edificio que la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales posee en la Ciudad Universitaria de la UNC, un enorme campus ubicado junto al centro de la ciudad. Mendieta fue precedida por Cristina –nombre que honra la memoria de la doctora María Cristina Giordano, pionera de la investigación en fisicoquímica en Córdoba–, que entró en servicio el 1 de marzo de 2010. Tres años más tarde se inició la primera etapa de la instalación de Mendieta, y en 2014 la segunda.Cristina y Mendieta comparten gran parte de la infraestructura de soporte. Sistemas como los de refrigeración, sala de cómputos o el cableado de alto rendimiento son comunes a ambas máquinas, lo que permite un importante ahorro de recursos.

Mendieta tuvo un costo aproximado de 200 mil dólares y una parte de sus componentes fueron adquiridos a SIASA (Soluciones Informáticas Argentinas S.A.) una empresa nacional dedicada al ensamblado de equipos informáticos de alto rendimiento.

¿Qué tan potente?

La supercomputadora cordobesa posee 22 nodos potenciados con 22 tarjetas aceleradoras del tipo GPU (Graphics Processing Unit), que le aportan cada una de ellas un promedio de más de 1000 cores.

Para medir la capacidad de una supercomputadora se usan una serie de indicadores que describen su comportamiento. Dos de los más importantes son el Rmax,que refleja el rendimiento máximo alcanzado por una máquina, y el Rpeak que muestra el pico de performance teórica del sistema. La unidad con la que se cuantifican estos indicadores es el FLOPS, acrónimo en inglés de Floating Point Operations per Second(operaciones de coma flotante por segundo). Dado que, especialmente en los cálculos científicos, las operaciones de coma flotante son muy requeridas, la capacidad de procesamiento de las mismas se vuelve un buen parámetro para medir el rendimiento de una computadora. Ahora bien, para que el FLOPS pueda ser empleado como medida de comparación entre máquinas tiene que establecerse una referencia estándar común para ellas. El programa más frecuentemente empleado para lograr esto es el High Performance Linpack (HPL), cuya característica principal es que hace un uso muy intensivo de la coma flotante, por lo que sus resultados dependen en gran medida de la FPU (floating point unit), el coprocesador matemático de la unidad central de procesamiento de una computadora.

En el caso de Mendieta, el Rpeak alcanza los 26,5 TFLOPS (TeraFLOPS, donde 1 TFLOPS es igual a 1012FLOPS) y el Rmax se logró el 25 de septiembre de 2014 corriendo un HPL que utilizó los 14 nodos de la segunda etapa (en un principio la máquina tenía 8 nodos) y todas las tarjetas aceleradoras, llegando a 14,79 TFLOPS, o sea, 14 millones de millones de operaciones de coma flotante por segundo. Para poner una referencia más próxima a la vida cotidiana, un ordenador doméstico con un procesador tipo Intel i5 operando a 3 GHz posee un desempeño cercano a los 50 GFLOPS (1 GigaFLOPS es igual a 109 FLOPS). En el otro extremo, la computadora más potente del mundo, Tianhe-2, desarrollada por la Universidad Nacional de Tecnología de la Defensa (National University of Defense Technology), en China, tiene un Rmax de 33,86 PFLOPS (1 PetaFLOPS = 1015 FLOPS).

Los múltiples empleos de un gran “cerebro” electrónico

Una supercomputadora como Mendieta tiene muchas y diversas aplicaciones. El punto de partida es el empleo para cálculos científicos y técnicos complejos, pero eso es sólo el inicio de un abanico de innumerables posibilidades. Mendieta ha sido utilizada en astronomía, para realizar simulaciones numéricas que se propusieron recrear la formación de la estructura del universo, o bien para determinar perfiles de los autos de carrera del STC 2000. También se utiliza para realizar simulaciones aerodinámicas, modelar proteínas para la fabricación de medicamentos y analizar luego su comportamiento, y muchas cosas más. Hay que tener en cuenta que la posibilidad de operar con modelos matemáticos dinámicos de alta complejidad tiene también un impacto económico nada despreciable. Por ejemplo, en la medida en que se puedan simular ciertos procesos, como en el citado caso del diseño de medicamentos, se ahorra tiempo y dinero en experimentos, a la vez que se tiene la posibilidad de obtener productos de mejor calidad.

En el día a día, Mendieta está disponible para el que desee trabajar con ella, sea o no miembro del CCAD. En el caso de usuarios que no pertenecen al centro, se les cobra una tarifa por el empleo de la computadora. El acceso a la máquina se lleva a cabo normalmente de forma remota, lo que facilita la labor de los usuarios. La distribución de los tiempos para su empleo se organiza a través de un sistema de turnos y la idea es que esté siempre “llena”, o sea, trabajando a capacidad plena para que sea más eficiente el aprovechamiento de sus capacidades. Dos meses al año se reservan para correr los procesos más grandes, generalmente vinculados a investigaciones científicas de elevada complejidad.

El doctor Oscar Reula (derecha) junto a Darío Graña (izquierda), uno de los técnicos responsables del mantenimiento de Mendieta.

Comparándonos

Cuando se ve el ranking de LarTop 50 se constata rápidamente que Mendieta ocupa el lugar número 7 dentro de las computadoras más potentes de América Latina. Delante de Mendieta están Miztli de la UNAM (Universidad Nacional Autónoma de México), seguida por Leftraru del National Lab for High Performance Computing (Chile), Kukulcan del Centro de Investigación y Estudios Avanzados de Mérida (México), IBM P750 del Centro Nacional de Procesamiento de Alto Desempeño (Brasil), Xiuhcoalt del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (México) y Titanio de la Universidad Federal do ABC (Brasil). Teniendo en cuenta que la Argentina es uno de los países que más invierte en ciencia y tecnología en la región, su posicionamiento en el terreno de la computación de alto desempeño aún no es el que debería ser. Sin embargo, ya se ha iniciado el camino para superar esta situación coyuntural: el SNCAD tiene entre sus planes estratégicos la instalación de una nueva y más potente supercomputadora junto a las flamantes e imponentes instalaciones de la estación terrena de ARSAT en Benavidez, provincia de Buenos Aires.

Entre tanto, Reula destaca lo importante que es disponer de una computadora como Mendieta, no sólo por sus capacidades intrínsecas, sino porque en torno a ella se pueden formar grupos de especialistas en computación de alto rendimiento y luego establecer, a partir de ellos, vínculos de colaboración con otros grupos en distintas partes del mundo, algunos de los cuales trabajan con los ordenadores más potentes del planeta. Esto permite complementar recursos y conocimientos, e ir aprendiendo nuevas especialidades que de otra forma serían muy difíciles de desarrollar.

Como es conocido, el nombre Mendieta está inspirado en el famoso perrito que acompaña a Inodoro Pereyra, ambos personajes del entrañable Roberto Fontanarrosa. Mendieta era el más inteligente de la dupla y, en la concepción de quienes bautizaron a la computadora, es un fiel exponente de aquellos que conocen y aprecian la propia tierra, el lugar donde les toca vivir. Mendieta es un importantísimo logro nacional que refleja también la pujanza de los organismos públicos nacionales de ciencia y tecnología, especialmente de las universidades nacionales. Asimismo, es un buen ejemplo de cómo en el mal llamado “interior” argentino se pueden y deben construir capacidades para el desarrollo del país.

Agencia Tecnología Sur-SurUniversidad Nacional de San Martín (UNSAM)