Toko, la más rápida del oeste

En 1959, el matemático Manuel Sadosky adquirió la primera computadora para fines científicos de la Argentina, bautizada Clementina. Esa máquina, que funcionó hasta 1971 en la UBA, ocupaba dos habitaciones y su capacidad de cálculo representaba el 0,0004% de una computadora hogareña actual.

Más de medio siglo después, en marzo de 2015, el gobierno nacional presentó a Tupac, la mayor supercomputadora del país, que equivale a unas 12.000 PCs hogareñas.

En todo este tiempo de desarrollo de la industria informática las computadoras ganaron velocidad y perdieron tamaño. Pero fue más lo primero que lo segundo: Tupac, por ejemplo, ocupa un espacio considerable (2 x 2 metros), pero "corre" miles de veces más rápido que cualquier PC de escritorio. 
Más modesta que este "clúster computacional" -perteneciente al Ministerio de Ciencia y Tecnología- pero de la misma categoría de supercomputadora, es Toko.

Está en la UNCuyo, en el edificio que comparten la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y el ITIC (predio de la ex Eureka) y es la computadora más grande de Mendoza: tiene 250 núcleos (una PC hogareña muy moderna trae 5), que se convierten en varios miles si se les suma la capacidad de supercómputo de varias tarjetas gráficas (GPU, como las de las consolas de videojuegos) que tiene incluidas. Esto la transforma en un “súper cerebro” capaz de tratar problemas que serían imposibles de estudiar en PCs de escritorio.

Hay que aclarar que Toko no es estrictamente una sola computadora, sino varias trabajando en red al mismo tiempo. Por eso se habla de “clusters”, que es cuando se une la capacidad de cómputo de muchas máquinas con un solo objetivo. En este caso, hacer grandes cálculos matemáticos que ni la mente más brillante puede realizar.

“Todo lo que nos rodea tiene una gran complejidad”, dice Eduardo Bringa, investigador y docente de la UNCuyo y el Conicet, para explicar la necesidad de una máquina como ésta.

“Entonces tratamos de resolver esta realidad compleja a través de fórmulas matemáticas con ayuda de una supercomputadora”, detalla uno de los ‘padres’ de Toko. Bringa trabaja en nanotecnología, para lo cual necesita procesar grandes volúmenes de datos en tiempos muy cortos; eso solo puede hacerse con una computadora con capacidad muy superior a la que tiene en el escritorio de su oficina en la facultad.

Como explica Bringa, la velocidad de cálculo no es lo único que hace a Toko tan particular, sino también la gran capacidad de manejo de datos (memoria y disco). “El problema es de tal magnitud que no ‘entra’ en una PC hogareña”, resume el físico formado en el Balseiro, especializado en EEUU y repatriado en 2008.

Nodos y cables
Toko no tiene una habitación muy cómoda, aunque sí muy grande. Está a la vista de cualquiera pero detrás de una jaula de hierro que la protege de los intrusos y le permite la circulación de aire. Esto le quita glamour, si es que un aparato como éste puede tenerlo. También lo hace el gazebo que, a modo de techo, la cubre de algunas goteras que hay en el edificio.

Por supuesto, una supercomputadora no se parece en nada a una PC común: no tiene monitor ni teclado, solo varias torres de CPUs -llamadas “nodos”- llenas de cables. Las luces que titilan indican que está trabajando haciendo algún cálculo: cuándo puede caer la próxima tormenta granicera en Mendoza, cuánto puede resistir un material a determinada temperatura o cómo reaccionará un organismo vivo a un nuevo fármaco, por ejemplo, que son algunos de los temas para los que la utilizan los científicos en Mendoza.

Pero Toko también está disponible como herramienta de aprendizaje para los estudiantes de la Facultad de Exactas, que se forman así como expertos en simulaciones y computación de alto rendimiento.

Todos esos datos que la computadora procesa -a veces durante varias semanas- después se transforman en conocimiento científico. Por eso Toko está integrada al Sistema Nacional de Cómputo de Alto Desempeño (SNCAD), que permite que se conecten a ella investigadores de otras universidades y provincias.

Lo mismo que hacen los profesionales mendocinos con supercomputadoras como Mendieta, la que hasta la llegada de Tupac era la más rápida de la Argentina y que está en la Universidad de Córdoba. Es que esas decenas de miles de gigaflops (la capacidad de procesamiento se mide en “flops”) del SNCAD son una amplia autopista para el avance científico que, hace solo 50 años, corría por la pequeña huella de tierra que abrió Clementina.

Algunas necesidades

Toko debería funcionar sin descanso las 24 horas, los 7 días de la semana. Pero no siempre lo logra: a veces se corta la luz en la facultad y, pese a las precauciones que los investigadores han tomado, puede perderse parte del trabajo que estaba haciendo, además de lo que implica "levantar" el sistema nuevamente. Por otro lado, el cluster está creciendo: se ha comprado otro nodo con 64 núcleos y 128 GB RAM adicionales, que debe sortear el embudo de las importaciones.

Ante esto se requiere un nuevo tendido eléctrico en el edificio, incluyendo un caño que alimente exclusivamente a Toko y le garantice la alimentación eléctrica adecuada.

El otro requerimiento es edilicio: las supercomputadoras necesitan en general habitaciones cerradas con refrigeración, teniendo en cuenta que están encendidas todo el tiempo y eso produce altas dosis de calor y ruido.

Lejos de las más veloces

La cordobesa Mendieta, que hasta marzo era la computadora más rápida del país, tiene unos 30 teraflops de capacidad. Muy poco en comparación con más la veloz del mundo hoy, la china Thiane-2, que llega a procesar datos a unos 90.000 teraflops.

Sin embargo, esta carrera de velocidad de cálculo la quiere ganar ahora Estados Unidos, que planea construir una supercomputadora que pueda “correr” a 1.000 pentaflops, un trillón de cálculos por segundo. Esa velocidad de procesamiento es 20 veces superior a Thiane-2, y mil millones de veces superior a la de una PC de escritorio. El gobierno estadounidense quiere tenerla lista antes del años 2025.