El nica tras la super computadora

Reportaje - 13.12.2015
Leonardo Bautista

Miles de procesadores trabajan al mismo tiempo para estudiar el origen del universo, las enfermedades del cuerpo humano y el cambio climático. Un nicaragüense trabaja detrás de esta supercomputadora de cien millones de dólares

Por Julián Navarrete

En el Laboratorio Nacional de Argonne de Chicago no pueden ocurrir errores. Las fallas provocan las máximas alteraciones nerviosas en los científicos, que se mueven de un lado a otro cuando algo anda mal. Pueden ser hackers, piratas digitales o una simple falla del sistema. Se prevé que en una supercomputadora, como Mira, se produzcan anomalías cada ocho horas. Los miles de procesadores que permiten el funcionamiento de la quinta máquina más rápida del mundo tienen a sus trabajadores como recepcionistas de teléfonos de emergencias.

El tiempo de vida del procesador de una laptop es de aproximadamente 1,500 días. Una supercomputadora, como Mira, tiene miles de procesadores, lo que provoca que las fallas ocurran más rápido. Entre más procesadores hay más posibilidades de que se generen fallas. En una supercomputadora gigante, en promedio se daña un procesador cada 12 horas.

Leonardo Bautista casi no está en contacto físico con la supercomputadora. Sin embargo es el encargado del área de detección de anomalías y errores. El trabajo de Bautista es crear un sistema que les permita a los científicos seguir trabajando incluso cuando están ocurriendo las fallas previstas. Además, detectar “errores silenciosos”, que corrompen el sistema de manera sigilosa y que los científicos no sospechan.

“Eso puede ser muy grave, porque pueden obtener resultados que no son correctos”, dice el científico.

Los resultados de los que habla Leonardo Bautista no son datos de menor valor. Mira está construida para estudiar los fenómenos naturales, el movimiento de los planetas y las estrellas y la proyección del universo. “Cualquier cosa que tengamos en modelo físico-matemático, que se pueda escribir en ecuaciones, se puede terminar emulando en una supercomputadora”, explica.

Mira, además, continúa el científico, puede tratar de explicar cómo funciona el cerebro y el corazón. Es el sistema de vanguardia de las grandes industrias, al incorporar modelos que simulan la fricción del aire en automóviles y aviones.

“Para las empresas significa mucho ahorro. En la industria petrolera también se hace un análisis de las excavaciones geológicas: tratar de modelar las propiedades del suelo. Las máquinas revelan qué tanta probabilidad de obtener petróleo existe cuando se hace una excavación, ya que cuesta mucho tiempo y dinero”, continúa.

Mira es el acrónimo de la palabra “miracle” (milagro en español), “un milagro de la tecnología lo que se puede hacer con este tipo de máquinas”, sostiene Bautista. La supercomputadora fue diseñada por IBM usando la tecnología BlueGene. Para los más acuciosos y entendidos en la materia, esta máquina tiene 1 petabyte de RAM, que corresponde a 1,048,576 GB de memoria.

En un lenguaje más sencillo: esta máquina cuenta con más de 780,000 núcleos de procesamiento, siendo capaz de hacer hasta diez cuatrillones de cálculos por segundo. El propósito de su construcción es entender el movimiento de las galaxias y las partículas que forman el universo.

“La simulación cubrirá millones de años de evolución cósmica en tan solo dos semanas. Las simulaciones cósmicas llevan mucho tiempo haciéndose, décadas, pero la tecnología para una simulación de este tamaño tiene poco tiempo disponible”, describe el físico Salman Habib, líder del proyecto.

La supercomputadora más rápida del mundo es Tianhe-2, del National Super Computer de Guangzhou, China. Estados Unidos, aparte de Mira, tiene la segunda y tercera más rápida: Titán y Sequoia.

Mira, la supercomputadora
Mira, la supercomputadora de la cual vemos parte en la foto, es la quinta más rápida del mundo.

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Leonardo Bautista, de 30 años de edad, es nicaragüense. Bueno, por lo menos eso responde cuando le preguntan por su nacionalidad. Su papá es colombiano, pero su mamá es nica. Nació y vivió en Nicaragua hasta los 15 años.

Desde el otro lado del teléfono se escucha una voz segura, con frases cortas y la lengua en constante roce con sus dientes. Determinar su nacionalidad por medio del acento es un acertijo. El hombre, experto en detectar errores en supercomputadoras, es un enigma de los acentos remarcados.

Aparte de español, Bautista sabe hablar francés, japonés e inglés. O por lo menos lo suficiente como para comunicarse. Los aprendió cuando estudió en Francia y Japón y ahora en sus labores en Estados Unidos.

Las aulas del colegio Nicaragüense Francés Víctor Hugo de Managua fueron el albergue de Bautista en Nicaragua. Ahí cursó la secundaria. Después optó por una oportunidad en Francia, en la universidad Pierre et Marie Curie, donde comenzó estudiando Física y Química por dos años, pero aprendió programación de computadoras y se volvió “adicto”. Luego se decantó por las Matemáticas e Informática y sacó la licenciatura. Más tarde cursó la maestría en Sistemas Paralelos y Distribuidos, que es más o menos lo que actualmente hace en Chicago.

Y es que las supercomputadoras no son más que eso: sistemas paralelos y distribuidos. Estas máquinas son de tamaño colosal: 100, 200, 300 o 400 metros cuadrados de procesadores y más procesadores unidos por cables. Esto quiere decir que los sistemas paralelos son muchos procesadores ejecutándose al mismo tiempo.

Cuando cursaba sus estudios en París se enteró de que la Pierre et Marie Curie tenía un convenio con el Instituto Nacional de Informática de Tokio para hacer intercambios de estudiantes en verano. Aplicó la primera vez y no quedó. A la segunda oportunidad lo aceptaron y así llegó a Japón.

Durante tres meses en Tokio, Leonardo se metió en un proyecto para tratar de detectar hackers. El proyecto le gustó. Y ya visto en su último año decidió cursar otra pasantía de seis meses como un requisito para graduarse.

Cuando finalizó su pasantía en Tokio le ofrecieron un doctorado y aceptó. Ahí pasó cuatro años. En ese tiempo conoció la K computer, la actual cuarta supercomputadora más rápida del mundo, instalada en el Instituto de Ciencia y Computación de Japón (AICS), “la NASA de Japón”, dice el nicaragüense.

“Desde que comencé mi doctorado he visto supercomputadoras en Barcelona, Francia y varios países alrededor del mundo”, dice el científico.

Frank Cappello es un profesor francés con raíces italianas. Él ayudó al nicaragüense con la pasantía y el doctorado en Tokio y fue el que lo llevó a trabajar al Laboratorio de Argonne. Bautista también contó con la colaboración del japonés Satoshi Matsuoka, quien supervisó su tesis de doctorado.

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En agosto de 2015 brindó una conferencia dirigida a estudiantes de Ingeniería en Sistemas y Computación de la Universidad Centroamericana, convocada por la Academia de Ciencias, como parte de una iniciativa para incentivar el desarrollo de la ciencia, la tecnología y la investigación.

Manuel Ortega Hegg es el presidente de la Academia de Ciencias. Él considera que lo interesante de Bautista es que revela que en el país existen jóvenes talentosos que pueden desarrollarse, pero lo único que necesitan son oportunidades.

“Leonardo Bautista es un ejemplo digno de emularse en la juventud. Frente a otro tipo de modelos que se proponen a los jóvenes, él representa un ejemplo de modelo de jóvenes estudiosos, capaces de ubicarse en los centros mundiales de la tecnología de punta”, agrega Ortega Hegg.

Si usted busca al nicaragüense en el directorio del Laboratorio de Argonne encontrará que: “En 2011 recibió el ACM/IEEE George Michael Memorial High Performance Computing Fellow de SC11, Mención de Honor y un Certificado Especial de Reconocimiento por lograr una puntuación perfecta en la revisión de su artículo científico en SC11”.

A pesar de que su trabajo se supone agitado, los programas que ha creado le permiten tener jornadas más relajadas. Leonardo trabaja ocho horas al día, ya sea desde su casa u oficina. Él dice que los científicos por lo general tienen horarios menos complicados. La razón es sencilla: la dinámica en los laboratorios de investigación es muy diferente de la de una empresa industrial. La industria tiene que generar ingresos a corto plazo, mientras que las investigaciones en países desarrollados son financiadas por los gobiernos.

Bautista visita dos veces al año Nicaragua, el país de su mamá. Colombia lo visita con menor frecuencia. En Estados Unidos convive con su esposa y su hija de 2 años y medio de edad.

Argonne tiene un equipo de futbol, en el que Bautista juega dos veces por semana. Son científicos, entre ellos el nicaragüense, que estudian el universo y en sus ratos libres corren detrás de un esférico para meterlo en la red. Al nicaragüense también le gusta correr, nadar y montar bicicleta. De hecho ha terminado el triatlón de Chicago en tres ocasiones. Para distraerse baila “salsa” y lee mucho, sobre todo, acerca de ciencia.

Leonardo Bautista
El científico nicaragüense tiene estudios en Matemáticas e Informática y una maestría en Sistemas Paralelos y Distribuidos.

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Leonardo dice que en el futuro las supercomputadoras deberían de permitir entender el clima del planeta, el cerebro humano y cómo funciona el corazón. Con resultados más precisos y más desarrollados que hasta ahora. Estas máquinas permitirán hacer medicinas para las enfermedades, como la arritmia cardiaca, el Alzheimer y la esquizofrenia.

Para construir una supercomputadora se necesita entre 50 y 200 millones de dólares. A esto hay que sumarle el mantenimiento del costo de energía. Mira, por ejemplo, consume 10 megawatts de energía por hora, lo que es igual que el consumo energético de diez mil casas juntas en Estados Unidos.

En Estados Unidos el megawatt hora cuesta 120 dólares. Lo que significa que cada hora Mira gasta 1,200 dólares, solo en energía. Al día son 28,800, eso por 365: son más de diez millones y medio de dólares, en un año.

Los científicos coinciden en que las supercomputadoras están sirviendo para acelerar el desarrollo de las investigaciones en el mundo. Sin embargo necesitan hallar una estrategia para ahorrar energía. Por el momento no la consiguen.

Bautista cree que en Nicaragua se pueden construir las bases para desarrollar la supercomputación. El plan podría iniciar por reciclar máquinas usadas para ir creando centros a nivel nacional.

El presidente de la Academia de Ciencias también considera que hay posibilidades de desarrollar la supercomputación. “Las supercomputadoras no son nada más y nada menos que poder trabajar con varias computadoras simultáneamente para poder potenciar las capacidades y generar procesos de datos muchos más veloces”.

En Latinoamérica ya existen países que están desarrollando la supercomputación: Brasil, Chile, México y Colombia, donde las utilizan para optimizar el tráfico de automóviles o alertar sobre lluvias fuertes. La más rápida es Mitzli, ubicada en la Universidad Nacional Autónoma de México.

Las cinco supercomputadoras más rápidas del mundo

Nombre /País/ Costo

Tianhe-2 – China – Entre 200 y 300 millones de dólares

Cray Titán – Estados Unidos – Entre 100 y 200 millones de dólares

Sequoia – Estados Unidos – Entre 100 y 200 millones de dólares

K Computer – Japón – Entre 100 y 300 millones de dólares

Mira – Estados Unidos – Entre 50 y 100 millones de dólares

10 funciones de las supercomputadoras

1- Simulación de aviones y automóviles

2- Búsqueda de propiedades magnéticas

3- Energía atómica

4- Cambio climático

5- Armas nucleares

6- Astronomía

7- Cuerpo humano

8- Origen del universo

9- Exploración petrolera

10- Bolsa de Valores

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