Estamos acostumbrados a usar smartphones, computadoras y ordenadores portátiles pero no siempre pensamos en qué se mueve ahí dentro.
Chips, cables, placas, circuitos… El interior de un gadget tiene su encanto, y en muchas ocasiones el interior iguala o supera al exterior en belleza, como ocurre en muchos productos Apple u otros fabricantes donde deben lidiar con el poco espacio disponible y colocar cada elemento de la manera más óptima posible.
Pero, ¿cómo es un supercomputador por dentro? En parte tiene los componentes pero de un ordenador doméstico pero, obviamente, a una escala mayor. Al igual que los primeros ordenadores del siglo pasado, ocupan grandes salas, consumen gran cantidad de energía y requieren instalaciones especiales.
No hace mucho vimos que hasta los centros de datos participan en concursos de belleza. Pero no sólo eso, también deben evolucionar muy rápido, pues la competencia es mucha y crece en poco tiempo.
Para hacernos una idea de cómo es el interior de un supercomputador, vamos a dar un paseo por las instalaciones del Marenostrum 4, un supercomputador que forma parte del Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).
En un artículo anterior pudimos ver sus atractivas características técnicas. Hoy vamos a ver cómo es su instalación y qué partes forman un supercomputador.
El Marenostrum 4
Según el último ranking del Top500 (noviembre 2017), el Marenostrum 4 ocupa el puesto 16 a nivel mundial como supercomputador más potente, medido en la cantidad de teraflops por segundo que puede procesar.
Esto lo coloca en el primer puesto español y cuarto puesto europeo, por detrás de Suiza, Italia y Reino Unido.
Para quien no lo conozca, el supercomputador Marenostrum se creó en su primera versión en 2004.
Su nombre es un guiño al Mediterráneo, y en estos 13 años ha tenido varias mejoras y reformas hasta el punto de contar en la actualidad con su cuarta versión, el Marenostrum 4, que pese a estar en funcionamiento está en constante evolución.
Lo más llamativo de este supercomputador es su emplazamiento, una antigua capilla de piedra construida en la mitad del siglo pasado y que fue reconvertida para albergar este computador.
Alrededor de la Torre Girona, donde se encuentra la capilla, se encuentra el Campus Norte de la Universidad Politécnica de Cataluña. Y si quieres ver Marenostrum con tus propios ojos, puedes concertar una visita.
Entrando en un supercomputador
Si estuviéramos en una película de ciencia ficción, para ver un ordenador por dentro tendríamos que meternos en una máquina y encogernos.
Pero para ver el Marenostrum basta con abrir una gran puerta, subir unas pocas escaleras y acceder a la capilla donde se encuentra, de los cuales más de 120 metros cuadrados son la instalación del supercomputador.
Lo primero que llama la atención es el choque entre la piedra, los arcos y columnas de la capilla y las torres, cableado, tuberías y cristaleras del Marenostrum.
Emplea tecnología Intel Omni-Path para enviar y recibir grandes cantidades de información a 100 GB por segundo
Dentro de la estancia, el supercomputador está recluido a su vez en una habitación con paredes de cristal y que podemos ver por delante, atrás, desde los lados e incluso desde la parte superior si subimos a la segunda planta.
En la hilera central tenemos la instalación de comunicaciones, que emplea tecnología Intel Omni-Path para enviar y recibir grandes cantidades de información para procesar y obtener resultados en el menor tiempo posible. En concreto, transmite 100 GB por segundo frente a los 10 GB por segundo de las conexiones Ethernet más modernas.
Cada torre alberga 70 nodos. Cada nodo, un procesador Intel Xeon Platinum con 24 núcleos
A ambos lados de esta primera hilera encontramos un primer clúster formado por racks, las torres que albergan más de 70 nodos cada una. En cada nodo, una placa base Lenovo que alberga la memoria y el chip multiprocesador Intel Xeon Platinum.
A su vez, cada chip cuenta con 24 núcleos multiconectados, gracias a su reciente rediseño, más escalable. En la actualidad permite procesar hasta 11,15 petaflops.
Tenemos las comunicaciones y el procesamiento. Nos falta el almacenamiento. En los laterales del habitáculo de cristal que alberga la instalación, se guarda la información, con capacidad para 384,75 terabytes de memoria principal en discos SSD.
¿Y el software? ¿Qué sistema operativo emplea el Marenostrum 4 para gestionar un supercomputador de esta embergadura? En la actualidad, el sistema elegido es SUSE Linux en su versión Enterprise Server 12 SP2.
Un detalle que no se nos puede escapar. Si cuando estamos jugando o procesando vídeo en nuestro ordenador personal, el ventilador empieza a zumbar y se calienta sobremanera, ¿cómo debe de ser en el caso de un supercomputador?
La refrigeración del Marenostrum 4 combina el enfriamiento por aire con el uso de agua fría en la parte trasera de los racks, las torres o armarios que albergan las placas base.
Siguiendo con la visita, en la parte inferior del habitáculo de cristal, bajo un suelo que oculta cableado kilométrico, se encuentran más cables de gran grosor y tuberías que albergan las comunicaciones, la corriente eléctrica y el agua. Por poner un ejemplo, sólo en cableado eléctrico hay más de 100 kilómetros.
Procesando teraflops de datos
Con más de 500 empleados, en su mayoría investigadores e ingenieros informáticos, el supercomputador Marenostrum 4 trabaja en proyectos propios, otros de organismos e instituciones españolas pero principalmente para agencias e instituciones de investigación europeas (más del 70%).
En concreto, trabaja en el procesamiento de datos (Big Data) y simulaciones para investigaciones relacionadas con la medicina, supermateriales, astrofísica y cambio climático, por citar algunos campos.
Investigaciones de décadas pueden acortarse años gracias a la supercomputación.