El Centro de Supercomputación de Cataluña (Cesca) es un consorcio promovido por la Fundación Catalana para la Investigación (FCR) en el que se integran la totalidad de la universidades públicas y diversas instituciones de la Comunidad Autónoma gestionadas por la Generalitat. El próximo mes de octubre el centro cumplirá su décimo aniversario, durante cuyos años ha cubierto -y ampliado- los objetivos para los que fue creado ofrecer un conjunto de servicios de cálculo y de comunicaciones a universidades, centros de investigación, empresas y, en general, a la sociedad de Cataluña.

Con el fin de facilitar el acceso a sus recursos, el Cesca gestiona la Anilla Científica de la ciudad de Barcelona una red académica que conecta todas las universidades, centros de investigación y diversas instituciones (bibliotecas, hospitales, organismos autónomos de la Generalitat, etc.) y que sirve de enlace a la RedIris, la infraestructura estatal de comunicaciones en el entorno científico. Actualmente, la velocidad del frontal de la Anilla se está cuadruplicando hasta alcanzar los 2,5 Gbps.

Además, desde 1999, las instalaciones del Cesca acogen el Punto Neutro de Internet en Cataluña, CATNIX, que encamina localmente el tráfico de Internet, de manera que los usuarios finales reciban un mejor servicio al reducir el camino que la información ha de recorrer desde que se solicita (a través de la web, del FTP, etc.) hasta que se recibe. Desde este Punto se gestionan y se ofrecen los servicios de conmutación de datos y de transmisión a las entidades conectadas. El centro verifica también los requisitos administrativos y técnicos que han de cumplir todas las entidades que se quieran conectar.
Desde la instalación del primer sistema de supercomputación vectorial basado en un modelo Cray Y-MP, hasta la actualidad, el crecimiento de la potencia de cálculo del Cesca ha sido exponencial con el fin de adaptarse a las necesidades de una comunidad científica cada vez más exigente.

La Fundación Catalana para la Investigación firmó en 1991 sendos acuerdos de colaboración con Cray e IBM, que permitieron una línea de evolución en el marco de los sistemas suministrados por ambos proveedores. Sin embargo, la extinción de los convenios en 1996 obligó al Cesca a replantearse sus futuras adquisiciones. Como afirma Miguel Huguet, director del centro, en es año nos encontramos en un punto de inflexión respecto de nuestras capacidades de cálculo. Los equipos vectoriales estaban siendo sustituidos por otras alternativas y el Cesca tenía que moverse en la línea de encontrar las mejores soluciones de mercado.

A partir de ese momento, la estrategia planteada por el Cesca cubrió varias etapas el Cray Y-MP se desconectó a finales de 1997 y la línea IBM permaneció estable en cuanto al número de procesadores (44), aunque incorporando la nueva tecnología del proveedor, hasta que, en 1998, se instalaron los Thin 160 actualmente en funcionamiento, es decir, el Cesca evolucionó en la línea Power II de IBM, sin entrar nunca en Power III.

En 1998, y como alternativa al Cray, el centro apostó por el procesador PA-RISC de Hewlett-Packard, un multiprocesador simétrico soportado en un modelo V2250 con 16 procesadores PA 8200, que un año más tarde fueron sustituidos por PA 8500. Poco después, el Cesca ampliaría esta arquitectura con una nueva configuración de HP, N4000, basada en otro sistema simétrico de 8 procesadores.
A comienzos de este año, el Cesca dio un fuerte impulso a su arquitectura de cálculo, con la presentación de un concurso público para la adquisición de nuevos equipos.

Gracias al patrocinio del Departamento de Universidades, Investigación y Sociedad de la Información, el Cesca ha adquirido un nuevo sistema de supercomputación de altas prestaciones a Compaq (un HPC320) formado por ocho nodos ES40 de cuatro procesadores cada uno de ellos y conectados por una red de alta velocidad. Este sistema dispone de 32 procesadores Alpha 21264 a 833 MHz, 20 Gbytes de memoria principal, 1 Gbyte en disco y un rendimiento total de 53,31 Gflop/s. Con estas características, es la máquina más potente instalada por Compaq y la primera de sus características instaladas en España.

Con la llegada de esta máquina, a mediados del pasado mes de junio, la potencia de cálculo del centro ha aumentado desde 69,65 a 122,96 Gflops. Según Miguel Huguet, la instalación de este nuevo equipo renueva la capacidad de cálculo disponible por la comunidad científico-técnica catalana y demuestra la voluntad de la Generalitat de Catalunya de continuar reforzando nuestro sistema de ciencia y tecnología, dotándolo de las infraestructuras más adecuadas.

A pesar de ser el primer supercomputador Compaq que se instala en el centro, el entorno de trabajo para el usuario será plenamente compatible con el existente (gestor de colas, copias de seguridad, sistema operativo Unix, etc.). Además, este sistema dispone de todas las herramientas necesarias de conversión e interoperabilidad para trabajar con el resto de los supercomputadores disponibles en el centro.

Se da la circunstancia de que Compaq ha ganado recientemente, con un AlphaServer SC de una arquitectura similar, pero de mayores dimensiones, un contrato con el Commissariat d´Energie Atomique (CEA), la comisión francesa para la energía atómica, cuyo objetivo ha sido disponer del supercomputador más potente de Europa y uno de los de mayor capacidad del mundo. Este sistema será capaz de ofrecer 5.000 millones de operaciones en coma flotante por segundo (5 Tflops) el sistema completo será unas siete veces más potente que los más poderosos supercomputadores actualmente existentes en Europa.
Volviendo al concurso de Cesca, valorado en 110 millones de pesetas, este organismo se decantó por seleccionar un sistema basado en nodos de pocos procesadores (4), conectados simétricamente a través de un crossbar de 5,2 Gbps y con memoria base configurada para proporcionar el máximo rendimiento para las aplicaciones de química teórica y modelización biomolecular que caracterizan mayoritariamente la carga de los usuarios del Cesca, y que no paralelizan significativamente más allá de los cuatro procesadores. Seis de los ocho nodos tienen 2 Gbytes de memoria principal y los otros dos 4 Gbytes. Cada nodo dispone de dos controladores y seis discos SCSI Ultra3 de 18,2 Gbytes cada uno, 15.000 rpm y 160 Mbps de velocidad de transferencia.

Además de los 109 Gbytes de disco local por nodo para datos temporales, se incluyen 255 Gbytes de espacio compartido por el sistema operativo y los datos permanentes de los usuarios, conectados por FiberChannel. Los ocho nodos están interconectados con una red de alta velocidad, Memory Channel II, de gran amplitud de banda (800 Mbps) y baja latencia, lo que permite compartir el espacio de memoria virtual para facilitar la comunicación entre nodos. Para aumentar la alta disponibilidad del sistema se dispone de múltiples niveles de redundancia que incluyen tres fuentes de alimentación por nodo, conectores duplicados para todos los discos, para la red de comunicación, para la red eléctrica, etc.).

Para Miguel Huguet, el procesador Alpha es uno de los líderes en altas prestaciones desde su aparición en 1992. El 21264 pertenece a la tercera generación de procesadores Alpha superescalares y es una arquitectura completa de 64 bits. La velocidad del procesador en el modelo EV68 del 21264 es de 833 MHz, lo que proporciona un rendimiento punta teórico de 1.666 Mflops. Este procesador, junto con el PA-RISC de HP, ejecuta las instrucciones de manera especulativa para optimizar el paralelismo interno.

Se espera que el rendimiento por procesador para todos los benchmarks de química teórica, basados en el Gaussian, y de modelización biomolecualr, basados en Amber, sea de 5,87 y de 10,91, respectivamente. Estas cifras triplican los rendimientos alcanzados por el IBM Thin 160, instalado en el Cesca en 1998, y duplica los de los PA-RISC 8500, instalados en 1999.

En el mismo concurso, el Cesca ha adquirido, con el patrocinio del Ministerio de Educación y Ciencia, un sistema BeoWulf, con el que el centro desarrollará métodos de computación de altas prestaciones distribuidos para el sector financiero, entre otras aplicaciones. El sistema dispone de ocho procesadores Alpha 21264 de 600 MHz (EV67) conectados por Myrinet.