MareNostrum 5 representa la inversió més gran mai realitzada per Europa en una infraestructura científica a Espanya.
El nou supercomputador europeu MareNostrum 5, una de les màquines més completes i versàtils del món al servei de la comunitat científica i l'única amb dos sistemes a la llista dels 20 supercomputadors més potents del planeta, ha estat inaugurat avui al Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).
Gràcies a la seva singular arquitectura computacional, MareNostrum 5 permetrà fer avançar la ciència en totes les àrees, des del desenvolupament de bessons digitals del planeta Terra i del cos humà, fins a la recerca de nous tractaments contra malalties com el càncer, el disseny de ciutats més saludables i sostenibles, o la cerca de noves fonts d'energia, així com de nous materials.
MareNostrum 5 representa la inversió més gran que ha fet Europa en una infraestructura científica a Espanya, amb un cost total de 202 milions d'euros, dels quals 151,4 milions corresponen a l'adquisició de la màquina, finançats conjuntament pel consorci de supercomputació de la Unió Europea, l'EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU), a través del Mecanisme Connectar Europa de la UE i del programa de recerca i innovació Horitzó 2020, així c om pels estats participants: Espanya -a través del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats i la Generalitat de Catalunya-, Turquia i Portugal.
"Compartim el propòsit de convertir Barcelona en referència científica europea, en benefici de Barcelona, de Catalunya i de tot Espanya; perquè allò que és bo per a Barcelona i Catalunya, és bo per a Espanya i per a Europa. El BSC és un centre d'excel·lència en la nova economia del coneixement que generarà centenars de llocs de treball de manera directa i milers de manera indirecta, i formarà els professionals de l'avui i del demà”, ha destacat el president del Govern, Pedro Sánchez.
“Catalunya avui fa un pas endavant sense precedents amb el MareNostrum 5. Un projecte amb el qual fem un salt en la dotació a Barcelona i a Catalunya d’unes infraestructures científiques de primer nivell que permetrà avançar en els grans objectius de l’autonomia estratègica europea i en el futur econòmic i social de Catalunya. Avui posem a disposició de l'ecosistema de coneixement de Catalunya un supercomputador que inclou 4.480 xips accelerats d'última generació, cadascun amb més potència que tot el primer supercomputador que es va posar en marxa encara no fa 20 anys. Un potencial que estarà al servei de la ciència, però també té una clara vinculació amb la ciutadania i amb les seves necessitats de present i futur”, ha assegurat el president de la Generalitat, Pere Aragonès.
"Estic encantat de veure el nou MareNostrum 5 inaugurat i llest per servir la investigació europea en aquest nou any. Aquest dia suposa un altre gran èxit per a la supercomputació europea i, per a nosaltres a l'EuroHPC JU, representa el final del nostre primer capítol de adquisició de superordinadors europeus. Les vuit màquines de la primera generació de sistemes EuroHPC ja són al món, i preparades perquè els investigadors europeus puguin accedir-hi i ampliar els límits de la innovació científica i tecnològica", ha declarat el director executiu de l'EuroHPC JU, Anders Dam Jensen.
“Els supercomputadors són instruments al servei de la ciència i de l'enginyeria, acceleradors de la teoria que permeten el desenvolupament de bessons digitals en àmbits molt diversos i essencials per a la societat, com ara el canvi climàtic o la medicina de precisió. Estem molt orgullosos de l'arribada del nou MareNostrum 5, una de les màquines més importants d'Europa i del món per avançar en els grans reptes de la ciència, com el bessó digital de la Terra, que busquem desenvolupar en el marc del projecte Destination Earth, una de les grans apostes d'Europa per combatre el canvi climàtic; o els bessons digitals humans, que serviran per crear fàrmacs més eficients per tractar malalties que avui dia tenen difícil tractament, entre d'altres. La presentació de MareNostrum 5 marca el camí per al proper MareNostrum 6, que esperem incorpori tecnologia europea, una fita que podria ser realitat d'aquí a 5 o 6 anys”, ha afirmat el director del BSC, Mateo Valero.
La posada en marxa del nou MareNostrum 5 consolida el BSC com un dels grans centres de supercomputació a nivell mundial, amb més de 900 treballadors, la major part dels quals són investigadors repartits en quatre departaments científics: Ciències de la Computació, Ciències de la Vida, Ciències de la Terra i Aplicacions Computacionals per a Ciència i Enginyeria.
Accelerant la ciència fins a 314.000 bilions de càlculs per segon
El nou supercomputador MareNostrum 5 de l'European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU), instal·lat al Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), compta amb un rendiment total màxim de 314 petaflops, cosa que equival a la capacitat de fer fins a 314.000 bilions de càlculs per segon. MareNostrum 5 s'afegeix a dos sistemes més de l'EuroHPC JU, Lumi (Finlàndia) i Leonardo (Itàlia), com els únics tres supercomputadors preexaescala europeus.
Les capacitats i la versatilitat d'aquest nou supercomputador seran fonamentals per dotar Europa de la tecnologia més avançada en l'àmbit de la supercomputació i accelerar la capacitat d'investigar amb intel·ligència artificial, permetent nous avenços científics que ajudaran a resoldre desafiaments globals.
La companyia tecnològica Eviden ha estat el proveïdor seleccionat després de licitació per subministrar el nou superordinador, que a més incorpora tecnologia d'altres companyies com Lenovo, IBM, Intel i Nvidia, i en la instal·lació del qual ha participat també la consultora alemanya Partec.
Una màquina heterogènia amb la tecnologia de supercomputació més avançada
La singular arquitectura de MareNostrum 5 s'ha dissenyat per oferir als investigadors la millor tecnologia disponible per cercar respostes a les grans preguntes de la ciència. És una màquina heterogènia que combina dos sistemes ben diferenciats: una partició de propòsit general, dedicada a la computació clàssica, i una partició accelerada, dissenyada per ampliar les fronteres del coneixement en intel·ligència artificial. Tots dos sistemes, per separat, se situen entre els 20 superordinadors de més capacitat a tot el món, en els llocs 19è i 8è respectivament, fet que converteix el BSC en l'únic centre de supercomputació d'Europa amb dues entrades entre les 20 primeres del rànquing LINPACK que classifica els 500 supercomputadors més potents del planeta.
La partició anomenada de propòsit general (CPU) és la més gran del món basada en la icònica arquitectura computacional x86 d'Intel, amb un rendiment màxim de 45,4 petaflops (45.400 bilions de càlculs per segon) gràcies al nou processador Sapphire Rapids. Aquesta part del supercomputador, fabricada per Lenovo i classificada a la 19a posició del rànquing LINPACK, està especialment concebuda per resoldre problemes científics complexos per la seva capacitat de dividir els recursos de la màquina per executar múltiples tasques o programes simultàniament, en lloc d'estar dedicada exclusivament a una tasca particular. Això permet més flexibilitat i millora l'eficiència, ja que diferents usuaris o projectes podran utilitzar el superordinador alhora en funció de les seves necessitats.
D’altra banda, la partició denominada accelerada (GPU), fabricada per Eviden, és la tercera més potent d'Europa i vuitena del món segons el rànquing LINPACK, amb un rendiment màxim de 260 petaflops (260.000 bilions de càlculs per segon). Aquesta part del supercomputador compta amb 4.480 processadors d'última generació NVIDIA Hopper, acceleradors de hardware creats per realitzar tasques específiques de manera més eficient que els processadors de propòsit general, cosa que permet accelerar càlculs intensius en àrees crucials per a la investigació com la intel·ligència artificial o la simulació numèrica. Aquests xips d'última generació, d'uns 8 cm2, tenen cadascun amb més potència que tot el MareNostrum 1 instal·lat el 2004, que ocupava tota la capella de Torre Girona, d'uns 180 m2, i era el quart més ràpid del món.
El nou MareNostrum 5 destaca també per la seva gran capacitat d'emmagatzematge, en passar dels 15 Pbytes disponibles a MareNostrum 4 a 650 Pbytes. El sistema ofereix una capacitat neta de 248 Pbytes en disc que es complementa amb una solució d’emmagatzematge de llarga durada basada en cintes amb una capacitat addicional de 402 Pbytes, gràcies al sistema de fitxers Spectrum Scale d’IBM.
A més, MareNostrum 5 té una xarxa d'interconnexió basada en InfiniBand NDR200, que permet a tots els nodes del sistema, més de 8.000 en total, cooperar intercanviant informació per solucionar els problemes més complexos millorant notablement la velocitat d'operació, temps i consum respecte a MareNostrum 4.
Ús i aplicacions per donar servei a totes les àrees de la ciència
L'ús principal de MareNostrum 5 està destinat a la investigació de científics espanyols i europeus, tot i que també estarà disponible per a la investigació en empreses, sota condicions especials. L'accés es fa mitjançant convocatòries competitives i amb avaluació d’experts, amb priorització dels projectes segons la seva importància. El repartiment va en funció de la inversió realitzada per l'EuroHPC JU i els estats participants. Així, EuroHPC JU farà convocatòries a nivell europeu per accedir al 50% del temps disponible, mentre que la resta serà distribuïda entre Espanya, Turquia i Portugal. En el cas d’Espanya, laccés serà a través de les convocatòries de la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES). El nombre de projectes que podran accedir al sistema augmenta respecte a MareNostrum 4, però hi continuarà havent projectes excel·lents competint pels recursos que no hi podran accedir.
En augmentar la potència de càlcul, la memòria del sistema i el nombre de nuclis, MareNostrum 5 ajudarà a solucionar més problemes, i de més complexitat. Per exemple, les simulacions de canvi climàtic podran tenir més resolució, passant de representar fenòmens amb escales espacials de centenars de quilòmetres a incloure processos que tenen lloc en escales de pocs quilòmetres, cosa que farà que les prediccions siguin molt més precises i fiables. En aquest sentit, gràcies a MareNostrum 5, Espanya tindrà un paper clau en el projecte Destination Earth de la Unió Europea, l'objectiu del qual és desenvolupar una rèplica virtual completa del planeta Terra que permeti predir els efectes del canvi climàtic, i crear i testejar escenaris per un desenvolupament més sostenible.
De la mateixa manera, es podran abordar problemes molt més complexos d'intel·ligència artificial i anàlisi de grans volums de dades. Així, per exemple, es podran generar models del llenguatge massius entrenant xarxes neuronals molt més grans amb centenars de milers de milions de paràmetres, usant conjunts de dades infinitament més grans que les actuals. Això suposa un canvi disruptiu en aquest àmbit i obre possibilitats fins ara impensables.
A més de les prediccions climàtiques i els grans models de llenguatge, MareNostrum 5 està especialment dissenyat per reforçar la investigació mèdica europea en el disseny de nous fàrmacs, desenvolupament de vacunes i simulacions de propagació de virus. També serà una eina crucial per a la ciència de materials i l'enginyeria, que podrà beneficiar-se del potencial del nou supercomputador en àrees com el disseny i l'optimització d'avions basat en la simulació i la gestió de les dades per aconseguir una aviació més segura, neta i eficient. Igualment, el nou supercomputador europeu servirà per avançar en la simulació de processos de generació de noves formes d’energia com la fusió nuclear.
Integració amb dos dels primers ordinadors quàntics del sud d'Europa
Està previst que MareNostrum 5 integri també els propers mesos dos ordinadors quàntics: el primer ordinador quàntic de la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES), que forma part de la iniciativa Quantum Spain impulsada pel Ministeri de Transformació Digital a través de la Secretaria de Estat de Digitalització i Intel·ligència Artificial (SÈDIA); i un dels primers ordinadors quàntics europeus, després que l'EuroHPC JU seleccionés el BSC com un dels sis centres que acolliran la primera xarxa europea de computació quàntica. Tots dos ordinadors quàntics seran dels primers que entrin en funcionament al sud d'Europa.
Abans de la seva posada en marxa, MareNostrum 5 ha estat reconegut com el màxim èxit del 2023 en l'àmbit de la supercomputació (Top Supercomputing Achievement) per la revista especialitzada HPCWire, la de més prestigi internacional en aquest sector, per la manera com “combina la supercomputació tradicional amb la intel·ligència artificial per impulsar descobriments i ampliar noves fronteres de la ciència amb el desenvolupament de bessons digitals que serviran per estudiar el clima i progressar cap a una medicina més personalitzada”.
