La inteligencia artificial ha podido avanzar rápidamente gracias a los supercomputadores

• Con el incremento de la capacidad de supercómputo a nivel local, gracias a la instalación del nuevo Leftraru 2, la comunidad científica chilena amplia sus oportunidades de escalar proyectos a través del uso de este equipo alojado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile. Ginés Guerrero, director Ejecutivo del Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento (NLHPC), explica qué posibilidades se abren con este importante avance para el país.

La ciencia local ha dado un nuevo paso con la puesta en marcha de Leftraru Epu, supercomputador alojado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, específicamente en el Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento (NLHPC) del Centro de Modelamiento Matemático.

Leftraru Epu viene a cuadruplicar la capacidad de supercómputo con la que contaba el Laboratorio, evidenciando el desafío constante de mantener la disponibilidad de procesamiento para docenas de proyectos que hoy se desarrollan en él. Así, al reemplazar el clúster Leftraru y dar paso a “Leftraru Epu”, el equipo incrementó su capacidad disponible para toda la comunidad científica del país. Esto y más es revisado por el director Ejecutivo del NLHPC, Ginés Guerrero.

– ¿Cómo visualizar y explicar para qué nos sirve este supercomputador?

Cuando hablamos de un supercomputador, hablamos de un computador que es mucho más potente de los que podemos encontrar en casa. Se trata de docenas de computadores que se suman entre sí, sumando su potencia para resolver un cálculo de manera conjunta. 

Pongo un ejemplo de qué se puede resolver con un supercomputador y que no se puede resolver con un computador normal. Si nosotros queremos ver el pronóstico del tiempo dentro de la semana que viene, con un computador normal podría tardar un mes y no tener el resultado, por lo que no me sirve de nada. Cuando me llegue el resultado, ya pasó el evento climático. Ahora bien, si se pone en un supercomputador y ese resultado en vez de tenerlo en un mes lo tengo en una hora, puedo tomar acciones en base a esa información.

– ¿Cómo es el supercomputador en términos materiales? ¿Cómo luce?

Cuando uno está frente al supercomputador, lo que tiene es un armario grande de dos metros de alto por unos 90 cms. de ancho y 1.20 metros de profundidad. Eso es un armario de un supercomputador, pero tenemos varios armarios en conjunto, y en cada uno de ellos podemos tener en torno a 30 servidores, más o menos, teniendo en cuenta que hay espacio reservado para equipos de comunicación y otros componentes.

– ¿Qué hace tan veloz a un supercomputador?

El principal concepto es el de paralelismo, poder resolver múltiples tareas de manera simultánea, es decir, poder dividir una tarea grande en múltiples trocitos. Si nosotros queremos analizar una imagen y queremos aplicarle un filtro, en un computador normal podríamos tardar, por ejemplo, nueve horas en obtener el resultado. Si nosotros en vez de tener una sola unidad de cómputo tenemos nueve unidades de cómputo, a esa imagen la descomponemos en nueve trozos iguales, y asignamos cada uno de esos trozos de la imagen a cada uno de esos computadores, resolvemos la tarea de manera  paralela; y ahí es donde está la magia: poder descomponer una tarea muy grande, en pequeñitos trocitos y realizar miles de tareas simultáneas en paralelo. Eso se puede hacer con un supercomputador porque tienen miles o millones de núcleos.

– ¿Cómo es que los científicos llegan al supercomputador que es infraestructura pública de la Universidad?

El supercomputador está en Beauchef, en el -2, y es accesible por toda la comunidad científica chilena. Indiferentemente de su área de investigación y a la institución a la que pertenezcan, está abierto a todos y todas las investigadoras del terreno nacional. Tenemos una página, www.nlhpc.cl, y uno ahí puede entrar y hacer la solicitud. No solo académicos y académicas, sino que también tenemos alumnos de pregrado utilizando el recurso.

¿Cómo se accede? Básicamente el profesor guía o académico a cargo de la asignatura hace esta solicitud. También, la solicitud puede ser grupal y nosotros evaluamos esta solicitud en base a cuatro puntos principales: el currículo del investigador principal; la calidad de la investigación, los aportes académicos -cuantas publicaciones tesis comprometen-; y también el aporte económico. No es requerimiento que paguen por utilizar estos recursos, pero hay que tener en cuenta que los fondos que tenemos actualmente de ANID no nos alcanzan para pagar los sueldos y llegar a final de mes, por lo tanto, estos aportes contribuyen a que el proyecto siga en operación. Por último, otra variable es qué tan adecuada es la aplicación para correr en este tipo de infraestructura porque no todas las aplicaciones pueden correr en un supercomputador.

– ¿En qué están usando el supercomputador los científicos y científicas hoy?

Tenemos más de 40 áreas distintas que utilizan el supercomputador. Las áreas que siempre están presentes suelen ser física y química, por el descubrimiento de nuevos materiales. Un ejemplo claro es el estudio de materiales fotovoltaicos más eficientes para capturar mejor la energía del sol.

También está el estudio de cambio climático. Cuando hablamos de cambio climático, las capacidades de cómputo que se requieren son superiores a la del pronóstico. Está el estudio de la calidad del aire, del desplazamiento de partículas contaminantes en el aire, que también requiere esas capacidades de cómputo importante.

En astronomía, que es un área súper relevante en Chile y que está siempre entre las que más usan el supercomputador, hay estudios de formación de galaxias o estudios de lo que está ocurriendo en el cielo prácticamente en tiempo real, al recibir la imagen y ver qué está ocurriendo en ellas.

– ¿Y en términos de consumo de energía?

Nosotros tenemos el consumo en casa de vatios. Aquí hablamos de kilovatios, obviamente un consumo mayor, pero son como 50 kilovatios lo que consume el nuevo supercomputador. No es un consumo relativamente tan elevado, si lo comparamos con los supercomputadores más potentes del mundo. Con ellos ya hablamos de megavatios y de otra escala de consumo, también otra escala de potencia.

Hay una lista de los 500 computadores más potentes del mundo, entre ellos algunos de Brasil, que efectivamente tienen un consumo muy alto. Argentina también tiene un supercomputador bastante potente, el Clementina 21, que también está entre los más potentes del mundo.

– Con Leftraru Epu logramos cuadruplicar la capacidad que ya teníamos ¿Cómo nos situamos hoy día a nivel internacional con esta capacidad?

Estamos muy lejos. Para compararnos con el escenario internacional necesitaríamos tener una máquina cinco veces más potente que la que tenemos ahora para entrar al final de esa lista de los quinientos supercomputadores más potentes del mundo.

Ahora bien. Yo aquí hago una un alcance: nuestro objetivo nunca ha sido estar en la lista como tal, pues nuestro target es atender la necesidad científica chilena. El estar ahí también es un tema de difusión a nivel internacional, y no es menor, pero siempre hay que hacer una inversión responsable. No tiene sentido que nosotros compremos una máquina como quiere comprar ahora España, de 600 millones de euros, porque esa máquina lo ocuparíamos en un 1% – 2%. Sería una inversión que desde luego no estaría justificada, considerando que esta máquina se deprecia muy rápido. La vida de estas máquinas es del orden de cuatro a cinco años, o sea, es una tremenda inversión para estar renovando.

De igual forma, necesitamos estar pensando en un crecimiento y poder funcionar de otra manera muy distinta a la actual, porque hoy funcionamos ganando proyectos, vamos sobreviviendo en la cuerda floja todo el tiempo. Necesitamos que haya una política de Estado que nos permita tener financiamiento continuo, que nos permita poder renovar la máquina periódicamente, que nos permita poder adquirir un data center en condiciones, que nos permita poder dar una proyección a un equipo de ingenieros.

– ¿Cómo se cruza en este camino el tema de la inteligencia artificial?

La inteligencia artificial ha podido avanzar rápidamente gracias a que existen supercomputadores. Entre las distintas unidades de cómputo que pueden tener, existen las GPU -las tarjetas gráficas- que permiten realizar determinado tipo de tareas que resuelven muy rápidamente y justamente la inteligencia artificial se puede aprovechar muy bien de esa arquitectura computacional que tienen las tarjetas gráficas para realizar los cálculos de manera muchísimo más rápida.

En síntesis, la inteligencia artificial sí o sí requiere de estas capacidades de cómputo para avanzar, y si miramos lo que han hecho las grandes empresas o países, han invertido cantidades de dinero en comprar tarjetas gráficas para tener esas capacidades de cómputo local. Esto, incluso, ha llevado a que el mundo se quedara casi sin stock de las tarjetas Nvidia, porque se hacían colas para comprar miles, millones de estos tipos de dispositivos de GPU.

– Contar con este equipamiento y capacidad implica independencia intelectual y tecnológica ¿Qué quiere decir esto?

Cuando hablamos de tener una independencia intelectual y tecnológica nos referimos a que tener las capacidades locales, lo que nos permite es que nosotros en Chile podemos definir cuáles son las áreas de interés para nosotros y poder dar los recursos de manera prioritaria para esa área. También, entregarlo a todos los investigadores que están en el territorio para que la ocupen de la mejor manera, sin aplicarle ningún tipo de restricción u obligación respecto al tema que debieran de investigar.

Francisca Palma
Prensa Uchile

Diego Parra, UCHILE TV

Fotografías: gentileza CMM