LUMI: la supercomputadora europea que superará al Sol

La UE ultima su primera supercomputadora de nivel ExaFLOP: utilizando procesadores Arm y tarjetas informáticas NVIDIA

¿Qué es una supercomputadora de nivel ExaFLOP?

Una supercomputadora es un ordenador capaz de realizar cálculos muy complejos a una velocidad muy alta. El rendimiento de una supercomputadora se mide en FLOPS (operaciones de coma flotante por segundo), que indican el número de operaciones matemáticas que puede realizar por segundo.

Un ExaFLOP es un billón (un millón de millones) de FLOPS, lo que equivale a un trillón de operaciones por segundo. Para tener una idea de lo que significa esto, una supercomputadora de nivel ExaFLOP podría realizar más cálculos en un segundo que los que se han realizado en toda la historia de la humanidad.

¿Por qué es importante tener una supercomputadora de nivel ExaFLOP?

Una supercomputadora de nivel ExaFLOP podría tener múltiples aplicaciones en campos como la ciencia, la ingeniería, la medicina, la inteligencia artificial, la seguridad o la educación. Por ejemplo, podría ayudar a:

• Simular el comportamiento de las moléculas, los átomos, las partículas o las estrellas.

• Diseñar nuevos materiales, fármacos, vacunas o dispositivos.

• Analizar grandes cantidades de datos, imágenes, vídeos o textos.

• Entrenar modelos de aprendizaje profundo para reconocer patrones, generar contenido o tomar decisiones.

• Resolver problemas complejos de optimización, criptografía o logística.

• Crear entornos virtuales, juegos o simuladores.

¿Cómo será la primera supercomputadora de nivel ExaFLOP de la UE?

La primera supercomputadora de nivel ExaFLOP de la UE se llamará LUMI (Large Unified Modern Infrastructure), y estará ubicada en el Centro de Datos CSC en Kajaani, Finlandia. Se espera que esté operativa a finales de 2023.

LUMI será una supercomputadora híbrida, que combinará dos tipos de componentes: los procesadores y las tarjetas informáticas. Los procesadores son los encargados de ejecutar las instrucciones básicas del programa, mientras que las tarjetas informáticas son capaces de realizar cálculos paralelos muy rápidos.

LUMI utilizará procesadores Arm y tarjetas informáticas NVIDIA. Los procesadores Arm son los mismos que se usan en los teléfonos móviles o las tabletas, pero adaptados para un uso más potente y eficiente. Las tarjetas informáticas NVIDIA son las mismas que se usan para mejorar los gráficos de los videojuegos, pero también para acelerar el aprendizaje automático o la inteligencia artificial.

LUMI tendrá un total de 552.960 núcleos de procesador y 220.160 núcleos de tarjeta informática, lo que le permitirá alcanzar una potencia máxima estimada de 550 PetaFLOPS (550 billones de FLOPS) con los procesadores y 5 ExaFLOPS con las tarjetas informáticas. Además, contará con una memoria RAM de 1,5 Petabytes (1,5 millones de Gigabytes) y un almacenamiento de 80 Petabytes (80 millones de Gigabytes).

¿Qué beneficios tendrá LUMI para la UE?

LUMI será una supercomputadora al servicio de la investigación y la innovación europeas. Formará parte del proyecto EuroHPC (European High Performance Computing), que tiene como objetivo desarrollar una infraestructura común de computación de alto rendimiento para la UE.

LUMI permitirá a los investigadores, las empresas y las administraciones públicas europeas acceder a una capacidad de cálculo sin precedentes, lo que les dará una ventaja competitiva en el ámbito global. Además, contribuirá a impulsar el desarrollo tecnológico, científico y social de la UE, así como a afrontar los retos globales como el cambio climático, la salud, la seguridad o la educación.

LUMI también será una oportunidad para fomentar la colaboración y el intercambio de conocimiento entre los países y las regiones europeas. LUMI será gestionada por un consorcio formado por diez países: Finlandia, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Estonia, Islandia, Noruega, Polonia, Suecia y Suiza. Estos países podrán acceder a una parte de la capacidad de cálculo de LUMI en función de su contribución financiera al proyecto. Además, el 50% de la capacidad de cálculo de LUMI estará disponible para el resto de países de la UE a través de convocatorias abiertas.

¿Qué desafíos tendrá LUMI para su funcionamiento?

LUMI será una supercomputadora de vanguardia, pero también tendrá que afrontar algunos desafíos para su funcionamiento. Entre ellos, se pueden destacar los siguientes:

• El consumo energético: LUMI consumirá unos 15 Megavatios de potencia eléctrica, lo que equivale al consumo de unos 10.000 hogares. Para reducir el impacto ambiental, LUMI utilizará energía renovable procedente de una central hidroeléctrica cercana. Además, el calor generado por LUMI se aprovechará para calentar el centro de datos y los edificios cercanos.

• La refrigeración: LUMI generará una gran cantidad de calor, lo que podría afectar a su rendimiento y a su vida útil. Para evitarlo, LUMI utilizará un sistema de refrigeración líquida, que consiste en hacer circular agua fría por unos tubos que rodean los componentes. El agua se enfriará mediante unos intercambiadores de calor externos.

• La seguridad: LUMI almacenará y procesará datos sensibles y confidenciales, lo que podría atraer la atención de posibles ataques informáticos. Para protegerse, LUMI contará con un sistema de seguridad multicapa, que incluirá medidas físicas, lógicas y organizativas. Por ejemplo, el acceso al centro de datos será restringido y controlado, los datos estarán cifrados y se realizarán copias de seguridad periódicas.

• La compatibilidad: LUMI utilizará una arquitectura basada en procesadores Arm y tarjetas informáticas NVIDIA, que es diferente a la que usan la mayoría de las supercomputadoras actuales. Esto podría suponer un reto para adaptar los programas existentes o desarrollar nuevos programas que aprovechen al máximo las capacidades de LUMI. Para facilitar este proceso, LUMI ofrecerá un entorno de programación flexible y compatible con diferentes lenguajes y herramientas. Además, se proporcionará formación y soporte técnico a los usuarios.