{"id":18465,"date":"2020-03-30T00:09:14","date_gmt":"2020-03-30T00:09:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.andira.org.mx\/?p=18465"},"modified":"2020-03-30T00:09:14","modified_gmt":"2020-03-30T00:09:14","slug":"enfriando-a-un-gigante","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/andira.org.mx\/admin\/2020\/03\/30\/enfriando-a-un-gigante\/","title":{"rendered":"Enfriando a un gigante"},"content":{"rendered":"

La computadora es de los inventos m\u00e1s importantes en la historia de la humanidad. \u200bLa continua necesidad de innovar en productos y m\u00e1quinas permiti\u00f3 el desarrollo de diferentes tipos hasta llegar a los que se tienen en la actualidad. Asimismo, existen otras denominadas supercomputadoras, cuya capacidad de c\u00e1lculo implica un menor consumo de recursos<\/p>\n

Danah\u00e9 San Juan \/ Fotograf\u00edas: Rub\u00e9n Dar\u00edo Betancourt<\/p>\n

El cerebro humano es un procesador de datos que va recabando la informaci\u00f3n recogida por los sentidos, gracias a que posee 100,000 millones de neuronas, aproximadamente. A pesar de esto, su capacidad no se puede equiparar a la de un ordenador; sin embargo, desde hace mucho el imaginario de la ciencia ficci\u00f3n desarroll\u00f3 tecnolog\u00edas nunca antes vistas. Tal es el caso del escritor H.G. Wells, quien en un libro que re\u00fane escritos y discursos bajo el t\u00edtulo World Brain, expuso su visi\u00f3n de un cerebro mundial o una especie de enciclopedia universal que funcione como un \u00f3rgano social para ayudar al ser humano a resolver problemas de cualquier \u00edndole, al tiempo que atrae toda la riqueza mental dispersa del mundo en un entendimiento com\u00fan. De cierta forma, las supercomputadoras funcionan de una manera similar: re\u00fanen informaci\u00f3n y la analizan con ayuda de lenguajes computacionales para ayudar a los cient\u00edficos a desarrollar sus investigaciones empleando un menor n\u00famero de recursos, que a su vez se traduce en ahorro econ\u00f3mico. Es por esto que el universo del superc\u00f3mputo se ha convertido en una de las herramientas indispensables para llevar a cabo investigaciones y proyectos para diversas \u00e1reas de la investigaci\u00f3n, que van desde la realizaci\u00f3n de complejos c\u00e1lculos aplicados, sobre todo en la ciencia, pero tambi\u00e9n de utilidad para la mec\u00e1nica, simulaci\u00f3n de modelos clim\u00e1ticos, cu\u00e1ntica, creaci\u00f3n de combustibles, resoluci\u00f3n de problemas astron\u00f3micos, f\u00edsicos y de ingenier\u00eda qu\u00edmica.<\/p>\n

Fabi\u00e1n Romo, director de Sistemas y Servicios Institucionales de la Direcci\u00f3n General de C\u00f3mputo y Tecnolog\u00edas de la Informaci\u00f3n y Comunicaci\u00f3n de la UNAM (Dgetic), precisa que una supercomputadora es un \u201cequipo de muy alto rendimiento. Sus caracter\u00edsticas\u00a0f\u00edsicas y funcionales tienen una gran capacidad de almacenamiento de la informaci\u00f3n y sus componentes funcionan a una alta velocidad de comunicaci\u00f3n. Tambi\u00e9n cuenta con elementos de prestaci\u00f3n con gran cantidad de almacenamiento en memoria RAM\u201d. Esta capacidad se alcanza por medio de un sistema en cl\u00faster, es decir, racimos de computadoras que se comportan como una sola y, por tanto, comparten la memoria. Esto significa que la capacidad de almacenamiento se distribuye, por lo que el funcionamiento se lleva a cabo mediante \u201ccolas de trabajos\u201d, a diferencia de una red com\u00fan que desata peticiones puntuales. Otra de sus caracter\u00edsticas consiste en el procesamiento de n\u00fameros, a diferencia de los equipos comunes que procesan texto, computo gr\u00e1fico, edici\u00f3n de audio y v\u00eddeo. De igual forma, una supercomputadora opera con modelos matem\u00e1ticos y lenguajes de alta codificaci\u00f3n l\u00f3gica, como Fortran o el lenguaje C.<\/p>\n

Supercomputadora en territorio Puma<\/strong>
\nLa Universidad Nacional Aut\u00f3noma de M\u00e9xico (UNAM) es una entidad acad\u00e9mica que se destaca por haber instalado la primera computadora de grandes dimensiones en M\u00e9xico. El equipo se localiz\u00f3 en el Centro de C\u00e1lculo Electr\u00f3nico (CCE), ubicado en la antigua Facultad de Ciencias. Este sistema (IBM-650 de bulbos) se le rent\u00f3 a la multinacional International Business Machines (IBM), en 1958. Seg\u00fan el Centro de Investigaci\u00f3n y de Estudios Avanzados del Instituto Polit\u00e9cnico Nacional (Cinvestav),\u00a0\u201coperaba con un tambor magn\u00e9tico con capacidad para 20,000 d\u00edgitos, efectuaba 1,300 operaciones de suma y resta por segundo y funcionaba con lectora y perforadora de tarjetas, adoptando un sistema num\u00e9rico llamado bi-quinario\u201d.<\/p>\n

La primera supercomputadora fue instalada en 1991: la CRAY Y\/MP. Este equipo era de muy altas prestaciones y rendimiento. Fue la primera de su tipo en Am\u00e9rica Latina; pose\u00eda cuatro procesadores, un rendimiento de 1.02 GFlops, una memoria de 0.512 GB y un almacenamiento de 19 GB. A partir de entonces la UNAM ha instalado cinco generaciones de supercomputadoras.<\/p>\n

\"\"El felino mayor<\/strong>
\nEsta supercomputadora, cuyo nombre proviene del n\u00e1huatl y significa gato, felino mayor o puma, comenz\u00f3 a dar servicio en enero de 2013, pero el mes pasado se dio a conocer que su capacidad se ampli\u00f3 para apoyar a la investigaci\u00f3n, de tal forma que ahora tiene 228 teraflops de rendimiento te\u00f3rico, lo cual equivale a 86 mil 365 computadoras personales de \u00faltima generaci\u00f3n. Cuenta con 8, 344 procesadores, casi 45 terabytes de memoria, una red InfiniBand y 750 terabytes de almacenamiento.<\/p>\n

Fabi\u00e1n Romo afirma que Miztli fue la m\u00e1s grande en una instituci\u00f3n de educaci\u00f3n superior e investigaci\u00f3n en toda\u00a0Latinoam\u00e9rica de 2013 a 2016. Actualmente ocupa el segundo lugar de M\u00e9xico y se encuentra entre las primeras cinco en Am\u00e9rica Latina. Gracias a la ampliaci\u00f3n, ahora ofrece una reserva de 70 millones de horas CPU al a\u00f1o, de los cuales 10 por ciento est\u00e1 reservado para investigadores de instituciones colaboradoras que requieran del equipo y no lo tengan disponible.<\/p>\n

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Fabi\u00e1n Romo, director de Sistemas y Servicios Institucionales de la Direcci\u00f3n General de C\u00f3mputo y Tecnolog\u00edas de la Informaci\u00f3n y Comunicaci\u00f3n de la UNAM (Dgetic)<\/figcaption><\/figure>\n

Fr\u00edo y energ\u00eda<\/strong>
\nMiztli cuenta con un sistema de refrigeraci\u00f3n de sala (CRAC) que consiste en equipos de regulaci\u00f3n el\u00e9ctrica y aire acondicionado instalados en la sala de centro de datos y superc\u00f3mputo. Esto permite tener una temperatura m\u00e1xima de entre 13 y 15 grados cent\u00edgrados, con una humedad no superior al 70 por ciento, sin condensaci\u00f3n, para que todos los equipos operen de manera correcta.\u00a0\u201cEl sistema es de precisi\u00f3n y expansi\u00f3n directa y cuenta con un equipo de manejadora y condensadora con gas refrigerante R22\u201d, comenta el ingeniero Bernardo Galeana, jefe del Departamento de Infraestructura Electromec\u00e1nica dela Direcci\u00f3n de Telecomunicaciones de la UNAM.<\/p>\n

La supercomputadora est\u00e1 supervisada permanentemente por el equipo de electromec\u00e1nica, de tal forma que aproximadamente seis veces al d\u00eda se realizan revisiones para verificar el estado de los sistemas de aire acondicionado y de abastecimiento electromec\u00e1nico. La ventilaci\u00f3n se maneja en un cuarto cerrado, de donde la condensadora expulsa el aire caliente para enfriar el lugar.<\/p>\n

Energ\u00e9ticamente es alimentada por dos brazos el\u00e9ctricos que le permiten ofrecer una \u00f3ptima funci\u00f3n operativa. La Dgetic tiene una acometida generada por dos brazos y dos generadores de energ\u00eda el\u00e9ctrica independientes, se\u00f1ala el ingeniero Galeana. \u201cCada brazo tiene dos equipos de energ\u00eda interrumpida con capacidad de 160 cargas, adem\u00e1s de 320 cargas instaladas por brazo, es decir, 640 cargas en total\u201d.<\/p>\n

Asimismo, el equipo est\u00e1 respaldado por dos sistemas de alimentaci\u00f3n ininterrumpida (UPS, por sus siglas en ingl\u00e9s) que garantizan su continua operaci\u00f3n. Esto, a su vez, se combina con el monitoreo de los sensores llevado a cabo por la Coordinaci\u00f3n de Superc\u00f3mputo de la UNAM, la cual constantemente realiza mantenimientos parciales-preventivos, adem\u00e1s de los preventivos-correctivos 7\/24 los 365 d\u00edas del a\u00f1o, y las revisiones mensuales de todos los subsistemas que componen el sistema de enfriamiento. Del mantenimiento electromec\u00e1nico se encargan 24 personas distribuidas en tres turnos. En cuanto al del superc\u00f3mputo, 15 personas en tres turnos de 7\/24.<\/p>\n

Un aspecto importante es la automatizaci\u00f3n de los sensores que mejor\u00f3 el monitoreo de la vitalidad del equipo, ya que el sistema emite alertas telef\u00f3nicas y correos electr\u00f3nicos para dar informes sobre el funcionamiento de la supercomputadora. Los equipos cuentan con sensores de precisi\u00f3n que activan el sistema de humidificaci\u00f3n y deshumidificaci\u00f3n. Cuando perciben que la humedad rebasa los l\u00edmites programados, activan unas l\u00e1mparas que condensan el aire y humedecen el ambiente; mientras que al llegar a la humedad programada, las apagan. Por su parte, la iluminaci\u00f3n se realiza con l\u00e1mparas fluorescentes controladas por interruptores.<\/p>\n

En cuanto a estrategias de eficiencia energ\u00e9tica para reducir el consumo de energ\u00eda, los especialistas ajustan los par\u00e1metros de temperatura, de tal forma que en temporadas fr\u00edas se sube la temperatura un grado y en temporadas de calor se disminuye la misma cantidad paulatinamente hasta llegar a los 22 grados cent\u00edgrados. Con estas acciones se logran ahorros aproximados de 10 por ciento en el consumo energ\u00e9tico.<\/p>\n

Bernardo Galeana detalla que \u201cse ha pensado en la utilizaci\u00f3n de fuentes sustentables de producci\u00f3n de energ\u00eda que abastezcan a la supercomputadora, pero primero tenemos que estabilizar todo el sistema el\u00e9ctrico, optimizarlo y luego conectarle el sistema sustentable. Los equipos de refrigeraci\u00f3n son equipos de hace 14 a\u00f1os y funcionan con corriente alterna, los sistemas actuales son de corriente directa, m\u00e1s eficientes. Por tanto, primero hay que optimizar nuestros equipos y ya despu\u00e9s pensar en la fuente de energ\u00eda renovable\u201d.<\/p>\n

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El sistema de ventilaci\u00f3n en un centro de datos se maneja desde el subsuelo, por lo que su presencia suele ser suti<\/figcaption><\/figure>\n

Seguridad <\/strong>
\nLas instalaciones de la Dgetic se encuentran ubicadas en pedregal volc\u00e1nico, por lo que el edificio es capaz de resistir sismos de hasta nueve grados Richter. Adem\u00e1s, el cuarto que alberga a la supercomputadora y la base de datos es \u201cuna especie de carcasa reforzada con concreto y columnas de metal. Tenemos sensores de humo para incendios y todos los sensores de sistemas de acceso en el Centro de Ciencias de la Complejidad (C3), con poco m\u00e1s de 20 c\u00e1maras de monitoreo. En cuanto a inundaciones es muy complejo porque estamos en una zona alta y de escaso flujo pluvial, lo cierto es que poseemos un plan de contingencia por inundaci\u00f3n con bombas para drenaje\u201d, recalca el especialista. En caso de que se registrara una descarga el\u00e9ctrica contamos con un sistema de pararrayos, jaula de Faraday y supresores de transitorios (unidades con un equipo electr\u00f3nico para regular los picos de voltaje y corriente) desde la comitiva principal hasta la entrada de equipos de energ\u00eda interrumpida.<\/p>\n

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Bernardo Galeana, jefe del Departamento de Infraestructura Electromec\u00e1nica dela Direcci\u00f3n de Telecomunicaciones de la UNAM<\/figcaption><\/figure>\n

Impacto social y medioambiental<\/strong>
\nUn equipo de estas dimensiones, de enorme utilidad para diversos campos de la ciencia, es uno de los recursos m\u00e1s importantes que puedan existir para la investigaci\u00f3n. Su impacto, aunque dif\u00edcil de visualizar, se encuentra en cada detalle de la vida cotidiana, por ejemplo, \u201clos beneficios obtenidos en un tel\u00e9fono m\u00f3vil son resultado de la investigaci\u00f3n y c\u00e1lculos de superc\u00f3mputo. La medicina preventiva o la gen\u00f3mica es otro caso de \u00e9xito de un superordenador, las cuales tienen aplicaciones de superc\u00f3mputo, ya que utilizan variables muy espec\u00edficas para predecir enfermedades hereditarias y las probabilidades de su desarrollo en una persona. En cuesti\u00f3n de modelos automotrices, todas sus variables se visualizan antes de construir los modelos experimentales que llevan maniqu\u00edes y se estrellan en muros. Modelos matem\u00e1ticos econom\u00e9tricos que generan informaci\u00f3n del comportamiento del mercado, hasta informaci\u00f3n popular como otro d\u00edgito fraccionario de PI, predicci\u00f3n de eclipses o un agujero negro\u201d, indica el ingeniero Romo.<\/p>\n

En la actualidad, es muy dif\u00edcil que un equipo de alto rendimiento sea cien por ciento verde, debido a que se requiere una instalaci\u00f3n sustentable muy grande para abastecerlo de energ\u00eda. Con el paso del tiempo, las nuevas generaciones de supercomputadoras de la UNAM tienen cada vez mejor comunicaci\u00f3n, capacidad de memoria, procesadores centrales m\u00e1s r\u00e1pidos, etc\u00e9tera; y se prev\u00e9 que habr\u00e1 operadores cu\u00e1nticos u operadores \u00f3pticos que reducir\u00e1n a\u00fan m\u00e1s el consumo el\u00e9ctrico, como parte de los proyectos de la UNAM de reducir la huella de carbono.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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