La supercomputación como instrumento básico para la ciencia y la economía
enero 5, 2015Mateo Valero
Fundador y director de Barcelona Supercomputing Center- Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS)
Cada vez hay más conciencia de que la investigación es clave para generar riqueza
Mateo Valero Cortés es doctor ingeniero de Telecomunicación. Desde 1983, es catedrático de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y director del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación. Ha publicado más de 600 artículos en el área de la arquitectura de los computadores de altas prestaciones. Entre los premios que ha recibido están: Premio Eckert-Mauchly 2007, el más destacado a nivel mundial en el ámbito de la Arquitectura de Computadores; Premio “Harry H. Goode” 2009, otorgado por el IEEE; Premio ACM distinguished Service Award 2013, otorgado por el ACM; los premios nacionales de investigación «Julio Rey Pastor» en Informática y Matemáticas y el “Leonardo Torres Quevedo” en Ingeniería; y Premio Rey Jaime I de Investigación de la Generalitat Valenciana. A los que hay que añadir: “Hall of Fame” en el marco del ICT European Program, seleccionado como uno de los 25 investigadores europeos más influyentes en IT, Tecnologías de la Información. Fellow del IEEE, Fellow distinguido de Intel y Fellow del ACM. Es miembro fundacional de la Real Academia de Ingeniería de España, académico correspondiente de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, miembro de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona, Miembro de la Academia Europea y académico correspondiente de la Academia Mexicana de Ciencias. Es Doctor Honoris Causa de las Universidades de Chalmers, Belgrado, Las Palmas, Veracruz, Zaragoza y Complutense de Madrid. Ha sido distinguido como hijo predilecto de su pueblo, Alfamén (Zaragoza), en donde el único colegio existente, que es donde estudió hasta los nueve años, lleva su nombre.
¿Si las matemáticas están en los cimientos de la naturaleza, la supercomputación es el instrumento que nos permitirá descubrir los secretos del cosmos?
Del cosmos, de las células, de los átomos… Los superordenadores son máquinas maravillosas que hoy en día ya se han convertido en herramientas imprescindibles para las más diversas investigaciones científicas. Con ellas realizamos grandes cálculos, análisis de grandes cantidades de datos y simulaciones, y esto permite a la ciencia avanzar a una velocidad mucho mayor de lo que avanzaría sin la computación de altas prestaciones.
Hace unos días, estando en Estados Unidos, el Secretario de Energía dijo: “Los países con las capacidades de computación más fuertes, serán los que realizarán los futuros descubrimientos científicos”. No tengo ninguna duda de ello. Hoy en día los superordenadores ya son el tercer pilar de la ciencia. Sin teoría, es decir, sin matemáticas, física, etc. no vamos a ningún lado, pero sólo con ellas, tampoco. Primer pilar de la ciencia, la teoría; segundo pilar, la experimentación, y tercer pilar: la supercomputación. Ésta es la fórmula.
¿Qué le motivó a dedicarse a la arquitectura de computadores, a la supercomputación y en suma a la investigación científica?
Pues no le diré que soy una persona clarividente desde niño, porque le engañaría. A veces las cosas suceden porque la vida te pone oportunidades por delante y sabes aprovecharlas, asumiendo los riesgos que siempre conllevan. Mi primer apasionamiento con la ciencia fue con las matemáticas. Pero estudiar la carrera de matemáticas no parecía una buena alternativa en aquella época, si no querías ser profesor de escuela. Así que me fui a Madrid a estudiar Telecos y después me trasladé a Barcelona a hacer el doctorado. Era la época en que se estaban creando las primeras facultades de informática. Teníamos la oportunidad de hacer cosas nuevas y me decidí por un área del conocimiento que no se estaba estudiando en Europa: arquitectura de computadores, concretamente supercomputadores, y aquí me tienen. Feliz de haberme dedicado a un campo tan apasionante y cada vez más necesario como es la supercomputación.
Siendo usted una persona relativamente joven, nos ha costado bastante condensar su currículum. Algunos medios lo sitúan entre los 25 científicos más eminentes de Europa. ¿Dónde está el secreto: en un alto CI o bien en el esfuerzo, en el trabajo, en la constancia?
En el trabajo y la constancia seguro, pero en la ciencia hay algo tan o más importante, el equipo. En ciencia rara vez se avanza en solitario. Las personas son muy importantes. Sin mi equipo de colaboradores, no habríamos podido hacer nada. Desde que se creó el departamento de Arquitectura de los Computadores de la Universidad Politécnica de Cataluña, del que fuí su primer catedrático numerario en 1983, hemos ido creando una gran familia de arquitectos de computadores y programadores de supercomputadores. Yo he tenido hasta ahora más de 40 doctorandos, que a su vez han tenido sus doctorandos y los doctorandos de sus doctorandos… en total ya somos más de 700 arquitectos de computadores repartidos por todo el mundo en los mejores laboratorios de investigación, empresas y universidades. Algunos de los cuales tienen un gran prestigio internacional. Somos una gran familia de la que me siento muy orgulloso.
De la Facultad, pasamos a crear centros consorciados. El primero fue el Centro de Arquitectura Paralela de Barcelona (CEPBA), con la Generalitat y el Ministerio. Después el CIRI, en el que incorporamos a IBM, y finalmente el Barcelona Supercomputing Center, que cuando lo creamos, en 2005, pensamos que tendría unos 50 colaboradores y ahora ya tiene más de 400.
Y lo bueno del BSC es que, aparte de informáticos, hay científicos de áreas muy diversas: biólogos, químicos, expertos en medio ambiente. Hay disciplinas muy diferentes colaborando entre ellas. De nuevo, la importancia del equipo. Y también que colaboramos con muchos otros centros de diferentes disciplinas. Así es como se avanza en la ciencia, en grupo y con espíritu de colaboración.
Exterior de Torre Girona, sede del superordenador MareNostrum, y vista interior de la antigua capilla en la que está ubicado, dentro del recinto del Rectorado de la UPC
¿Qué es y qué hacen en el Barcelona Supercomputing Center (BSC) y con el superordenador MareNostrum?
Para entender lo que hacemos hay que tener muy claro que el Barcelona Supercomputing Center es dos cosas a la vez: un centro de investigación y un centro que da servicio de supercomputación a investigadores de toda Europa.
Como centro de investigación, trabajamos en cuatro grandes áreas. La más numerosa es la de Ciencias de la Computación, que se dedica a estudiar cómo serán los superordenadores del futuro —necesariamente más potentes y más eficientes en el terreno energético— y también cómo programar para sacar más rendimiento de estas fabulosas máquinas. Después tenemos el departamento que se dedica a diseñar aplicaciones para la ciencia y la ingeniería, que es un puntal básico para encontrar desarrollos que ayuden a nuestras empresas a ser más competitivas; el departamento de Ciencias de la Vida, dedicado a tecnologías que ayuden al desarrollo de nuevos fármacos y, cada vez más, a tecnologías para hacer posible la medicina personalizada, y finalmente el departamento de Ciencias de la Tierra, que es puntero en diversos campos, como el control y predicción de la contaminación del aire o el control y predicción de los desplazamientos del polvo sahariano, dos elementos que tienen un claro impacto sobre la salud.
Usted empezó como profesor de la UPC y poco después creó varios centros de supercomputación en Barcelona. Alguien que le conoce bien me ha dicho que usted es el “padre de la supercomputación” en España y, posiblemente también en Europa . ¿Cómo se llegó a disponer de esta infraestructura? ¿Primero fue la máquina y el capital o fueron las personas que la han diseñado y la hacen funcionar? ¿Por qué IBM exigió que el MareNostrum se instalara en Barcelona y no en otra ciudad española o europea?
Como lo decía, lo primero son los equipos y la capacidad de colaborar. Con este espíritu, tuvimos la gran suerte que IBM decidió unirse a nosotros en este proyecto efímero pero muy productivo que fue el CIRI, y de esta colaboración nació la idea de construir en España un gran supercomputador. No fue fácil, pero conseguimos de nuevo la colaboración de las administraciones, el Ministerio y la Generalitat —que ya estaban con nosotros en el tema de los computadores paralelos desde finales de los años 80, para llevar el proyecto a cabo— y en 2005 dimos la gran sorpresa de anunciar al mundo que habíamos instalado el superordenador más potente de Europa. Estoy muy agradecido a las administraciones y a IBM por haber confiado en nosotros y habernos apoyado en este proyecto, que fue el origen del Barcelona Supercomputing Center, que se creó en Barcelona básicamente porque aquí es donde trabajamos sus impulsores y donde había una masa crítica de especialistas necesarios para llevar a cabo el proyecto.
¿Tengo entendido que, entre los logros más destacados de los investigadores del BSC está el proyecto Caleidoscopio para Repsol, que le permite encontrar petróleo en aguas profundas con suma facilidad? ¿Tienen en el BSC más ejemplos exitosos como éste?
Sin duda el proyecto Caleidoscope de Repsol es un buen ejemplo, como también lo es el proyecto que tenemos con Iberdrola para impulsar la energía eólica. Con Iberdrola estamos desarrollando un software para que puedan sacar más partido de sus campos de aerogeneradores. Un software que les ayudará a decidir cómo colocar los diferentes generadores sobre un terreno dado, y que también —esto es muy importante— les permitirá predecir qué cantidad de energía van a generar a corto plazo. Esto es muy importante, porque sabe usted que uno de los principales problemas de la energía eólica es la inestabilidad de la generación, que afecta muy claramente a la capacidad de las empresas a la hora de comercializar la energía que producen. La solución pasa por conectar los datos referentes a las infraestructuras instaladas en cada campo de generación con las previsiones meteorológicas. Datos, cálculo, simulaciones… en definitiva, supercomputación. Otros ejemplos de colaboración con empresas son los centros de investigación conjuntos que tenemos con grandes TIC como IBM, Microsoft, Intel y Nvidia para la investigación en Ciencias de la Computación.
Detalle de los racks de cálculo del superordenador e investigadores del Barcelona Supercomputing Center en pleno trabajo.
¿Cómo se financia el BSC-CNS?
Estoy muy orgulloso de poder decir que por cada euro que nos dan las administraciones para investigar nosotros aportamos 6 euros, los cuales proceden o bien de la Unión Europea o bien de empresas. Son recursos que nosotros obtenemos de proyectos competitivos gracias a la calidad de nuestros investigadores.
A parte, está el dinero que las administraciones aportan para el funcionamiento del superordenador que, como le comentaba antes, es una infraestructura que no está a nuestra entera disposición, si no al servicio de toda la comunidad científica.
Parece ser que están trabajando en un nuevo supercomputador con una nueva tecnología que denominan Mont-blanc. ¿Qué características tendrá esta nueva máquina? ¿Cómo van las obras del nuevo edificio que la albergará? ¿Les afectan los recortes presupuestarios?
Mont-Blanc es un Proyecto muy interesante, como otros que tenemos destinados a la investigación de los futuros superordenadores. Mont-Blanc es importante, porque ha dado visibilidad a una nueva línea de investigación en el campo del diseño de superordenadores. Hace más de quince años predijimos que los chips de los móviles (teléfonos, tablets, etc.) se asemejarían cada vez más en prestaciones a los chips de alta velocidad con un coste mucho menor, y que esto los convertiría en componentes muy interesantes para el diseño de superordenadores. De ahí nació Mont-Blanc, que ha dado a conocer a la comunidad internacional esta interesante idea y ya está construyendo su tercer prototipo. Ahora vemos como diferentes empresas y grupos se han apuntado a esta línea de investigación y es un orgullo para nosotros que así sea.
Qué es la Red española de supercomputación y el Proyecto PRACE?
Son dos redes de supercomputación: la RES, a nivel de España y PRACE, a nivel de la Unión Europea. Los científicos que quieren utilizar los supercomputadores les envían sus peticiones, explicando qué proyectos quieren ejecutar, y unos comités científicos les evalúan y dan permiso para acceder a las diferentes infraestructuras durante un tiempo determinado. En el Barcelona Supercomputing Center coordinamos la Red Española de Supercoputación (RES) y somos uno de los cuatro países de primer nivel de PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe). Sin embargo, ninguno de los centros que tenemos supercomputadores formamos parte de los comités de acceso, para que la elección sea lo más neutral posible. Así el 70% del tiempo del MareNostrum está destinado a los investigadores procedentes de PRACE, el 24% a los investigadores procedentes de la RES, y el restante 6% es el porcentaje de máquina que tenemos a disposición del Barcelona Supercomputing Center.
¿Cree que la comunidad científica y las empresas españolas y, en general las del sur de Europa, han aprovechado hasta ahora la importante herramienta que es la supercomputación para mejorar la investigación y, por tanto la competitividad internacional?
La comunidad científica ha hecho un avance espectacular y el uso de la supercomputación ya es visto como una herramienta imprescindible para una gran variedad de trabajos. En el caso de la industria, la implantación es desigual. A las grandes compañías les resulta más fácil trabajar con los superordenadores y están más interesadas en desarrollar software utilizable en estas máquinas, lo que no es ajeno a la cantidad de recursos, económicos y humanos que dedican a innovación.
Fragmento de la simulación del aparato respiratorio que desarrolla el BSC y fragmento del vídeo Alya Red, a computational heart, sobre el proyecto de simulación del corazón que realiza en BSC con el hospital de Sant Pau y otros centros colaboradores.
¿Cómo ve la actualidad y las perspectivas de futuro de la ciencia y la ingeniería hispana e hispanoamericana? ¿Cree que nuestros dirigentes políticos y la sociedad en general perciben la importancia de la I+D+i como factor clave en el desarrollo económico?
Creo que cada vez hay más conciencia de que la investigación es clave para generar riqueza, y más en un mundo cada vez más globalizado, donde o compites en el precio de la mano de obra o compites en conocimiento. Durante los últimos años, a consecuencia de la crisis económica, en España ha habido un retroceso en inversión I+D+i. Espero que pronto cambie la tendencia, porque de lo contrario el sistema de investigación se resentirá profundamente.
Pero debemos tener en cuenta que, además de recursos destinados a la investigación, es importante que nos dotemos de un ecosistema en que las administraciones, las empresas y los investigadores vayamos en la misma línea para crear riqueza. En nuestro país hay investigadores excelentes y, sin embargo, fallamos a la hora de convertir esta excelencia investigadora en dinero para nuestras empresas y nuestra sociedad.
Respecto a Latinoamérica, el BSC ha coordinado la creación de la RISC, Red Iberoamericana de Supercomputación con los países socios iniciales de México, Colombia, Brasil, Argentina y Chile. Con todos ellos colaboramos en las tareas de formación en estas tecnologías y realizamos tareas de investigación conjuntas. Queremos agrandar los vínculos de colaboración en este tema entre la UE y Latinoamérica.
Yo siempre digo que tan importante como la excelencia, es la relevancia. Las buenas ideas, el conocimiento, deben convertirse en dinero, y ese camino inverso no es solo responsabilidad directa de la investigación y de los investigadores. Sino, entre otros, de la transferencia de tecnología, de la valoración de la propiedad intelectual, de la creación e incubación de empresas, del aporte de fondos de capital riesgo al sistema, de las leyes de mecenazgo, de la colaboración entre investigadores y empresas… Aquí necesitamos avanzar.
Francesc Ribera
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