Supercomputació, IA i bessons digitals: guia completa en espanyol

Informatec Digital » Recursos » Supercomputació, IA i bessons digitals: guia completa en espanyol

La supercomputació i la intel·ligència artificial shan convertit en la parella de moda de la tecnologia actual. Ja no parlem només de grans centres de dades amagats en búnquers científics, sinó de màquines capaces de crear bessons digitals del planeta, del cor humà o d'una ciutat sencera, i fins i tot de superordinadors de sobretaula que hi caben (més o menys) sota una taula d'oficina.

Alhora, estem vivint un canvi de fase a la IA: del boom del entrenament de models gegantins hem passat a l'obsessió per la inferència, és a dir, per fer servir aquests models a tota màquina en el dia a dia. Fabricants de maquinari, centres de recerca i universitats competeixen ara per oferir des de centres de supercomputació com el Centre de Supercomputació de Barcelona (BSC) o el LUMI europeu, fins a servidors compactes i PCs preparats per a IA que porten una mena de “mini superordinador” a l'escriptori.

Què és realment la supercomputació i com se'n mesura la potència

Quan parlem de supercomputació no ens referim a un PC vitaminat, sinó a conjunts de milers d'ordinadors que treballen de manera coordinada com si fossin una sola màquina. Cadascun d'aquests ordinadors és un node, amb els seus CPUs, GPUs, memòria RAM i emmagatzematge, units per xarxes d'interconnexió ultraràpides que minimitzen la latència, el gran enemic del rendiment.

La potència d'aquestes màquines s'expressa a FLOPS (operacions de coma flotant per segon). A casa, un equip potent es pot moure en el rang dels teraFLOPS (TFLOPS). En supercomputació juguem en una altra lliga: el més normal és parlar de petaFLOPS (10¹⁵ operacions per segon) i, ​​en els sistemes més capdavanters, de exaFLOPS (10¹⁸). Frontier, als Estats Units, ha estat el primer a trencar de manera oficial la barrera de l'exaescala.

Perquè et facis una idea, un superordinador modern pot fer en una hora el que un ordinador domèstic trigaria anys a calcular. Aquesta capacitat brutal de còmput és la que permet simular des d'huracans a la dinàmica de proteïnes, o entrenar models d'IA amb bilions de paràmetres.

Com són físicament els superordinadors i per què necessiten tanta refrigeració

Visualment, un superordinador no s'assembla gens al típic PC de sobretaula. Sol assemblar-se més a una sala plena d'armaris metàl·lics, cadascun amb centenars o milers de processadors, GPUs i discos. La potència és tal que el consum energètic pot assolir diversos megawatts, i bona part daquest consum es va en forma de calor.

Per això aquests sistemes necessiten sales dedicades amb refrigeració extrema: climatització industrial, passadissos freds i calents, refrigeració líquida directa a xip, i fins i tot solucions creatives per aprofitar aquesta calor. A Suïssa, per exemple, es reutilitza la calor d'un supercomputador per calefactar dependències universitàries, convertint un problema en un avantatge.

En alguns casos es recorre a sistemes molt sofisticats de seguretat i protecció, com ara urnes de vidre amb sistemes antiincendis especials que usen aigua micronitzada capaç d'apagar el foc sense fer malbé l'electrònica. És el cas del MareNostrum original a Barcelona, ​​instal·lat dins la capella de la Universitat Politècnica de Catalunya: probablement un dels superordinadors amb ubicació més curiosa del món.

La revolució dels bessons digitals: de la Terra al cor humà

La combinació de supercomputació i IA està disparant un concepte clau: els bessons digitals. No són simples maquetes virtuals, sinó rèpliques dinàmiques que integren dades reals en temps gairebé real per simular, anticipar i optimitzar el que passa al món físic.

A Europa, la Comissió Europea impulsa el programa Destination Earth (DestinE), l'objectiu del qual és desenvolupar en uns anys un bessó digital de la Terra d'altíssima precisió. Gràcies a superordinadors com HABITACIÓ, el més potent de la Unió Europea, es poden fer simulacions climàtiques a molt alta resolució ia llarg termini, incorporant atmosfera, oceans i superfície terrestre amb un nivell de detall que fins fa poc només estava a l'abast de models meteorològics de molt curt termini.

Segons Utz-Uwe Haus, responsable del laboratori HPE HPC/AI EMEA Research Lab, aquesta capacitat permet comprendre millor fenòmens extrems per a la gestió de desastres, estudiar escenaris de canvi climàtic o avaluar limpacte de glaceres, gel marí, vegetació i aerosols sobre el clima global. Però també permet una cosa molt pràctica: predir efectes locals amb enorme precisió, com pluges mitjanes, sequeres o inundacions a escala de comarca o ciutat.

Això té conseqüències directes a la planificació agrícola (quins cultius són viables en una zona i amb quin risc), a la inversió en renovables (previsió d'hores de sol i de vent durant dècades) o en el disseny d'infraestructures. És un exemple clar de com la supercomputació deixa de ser una cosa abstracta per influir en decisions econòmiques molt concretes.

Bessons digitals a ciutats, rius i ports

Els bessons digitals no es queden al clima global. El àrea metropolitana de Barcelona disposa d'un bessó digital dels seus 164 municipis que permet simular escenaris urbanístics, econòmics, de mobilitat, vivenda o coneixement per a les properes dècades. Sobre aquesta rèplica virtual es poden provar polítiques i plans abans de prendre decisions al món real.

En l'àmbit portuari i fluvial, el Port de Sevilla està desenvolupant Guadaltwin, bessó digital de l'Eurovia del Guadalquivir, dins del pla de digitalització. Aquest sistema integra IA i aprenentatge automàtic per millorar prediccions i decisions sobre el trànsit fluvial, la gestió de calats, marees, infraestructures i seguretat.

Fins i tot en sectors molt allunyats entre si, com la física d'altes energies o la moda, els bessons digitals s'han començat a colar. El CERN investiga com fer servir aquests models en els seus experiments de física de partícules, robots i sistemes de refrigeració, i en paral·lel empreses com H&M han creat rèpliques digitals de models humans per a campanyes publicitàries, generant debats sobre els drets d'imatge i el futur del treball creatiu.

El cos humà com a proper gran bessó digital

Un dels reptes més ambiciosos és la salut. Equips com el de Steven Niederer a l'Imperial College de Londres treballen en bessons digitals de cors individuals, amb la seva forma, mida i funcionament específics. Aquests models permeten simular cirurgies i tractaments sense risc per al pacient, i ja es fan servir en assaigs clínics i en la planificació d'intervencions.

Investigadors com Andreu Climent i Maria de la Salut Guillem, de la Universitat Politècnica de València, consideren que aquests bessons cardíacs digitals seran clau per tractar arítmies complexes, decidir qui es beneficia d'un desfibril·lador implantable o anticipar riscos de mort sobtada. I l'objectiu a llarg termini encara és més ambiciós: construir un bessó digital complet del cos humà que permeti assajar teràpies, ajustar dosis de fàrmacs i personalitzar la medicina al màxim.

IA, supercomputació i el gir de l'entrenament a la inferència

Durant anys, el gruix de la inversió a IA s'ha anat a entrenar models cada vegada més grans, especialment a IA generativa. Avui el focus s'està movent clarament cap a la inferència: utilitzar aquests models a gran escala en producció, de forma contínua i amb menys cost per operació.

En el CES 2026 aquest canvi s'ha vist amb claredat. Fabricants com Lenovo han presentat servidors pensats específicament per a inferència, com els ThinkSystem SR675i, SR650i i ThinkEdge SE455i, preparats per executar models d'IA a prop d'on es generen les dades, a l'anomenat vora.

Origin PC, ja integrada a l'ecosistema Corsair, ha mostrat el S-Class Edge AI Developer Kit, una plataforma compacta, llesta per utilitzar, per desenvolupar IA a la vora de la xarxa. La idea és que equips petits de desenvolupament o investigació puguin provar i desplegar IA sense dependre sempre del núvol o d'enormes centres de dades externes.

La majoria de fabricants de PCs presents al CES ha seguit la mateixa línia: Acer amb la seva miniestació RA100 AI i les seves sobretaules Veriton actualitzats; LG GRAM amb capacitats de IA dual (local + núvol); Asus amb una bateria de nous Vivobook i el convertible ProArt PX13 orientat a creadors que treballen amb IA; Dell renovant la gamma XPS per a càrregues d'IA; i HP actualitzant EliteBook, EliteBoard, Omnibook i OmniStudio, tots ells amb acceleració d'IA i potència per a dades.

Supercomputació que baixa a l'escriptori: el superordinador de sobretaula

Un moviment especialment interessant és el de la supercomputació en local, amb màquines que, sense arribar a l'escala d'un centre nacional, ofereixen capacitat brutal en format d'escriptori. Al CES 2026, Gigabyte (a través de la seva filial Giga Computing) ha presentat el Gigabyte W775-V10, un veritable “superordinador d'escriptori”.

Aquest equip integra el stack NVIDIA AI i l'acceleradora NVIDIA GB300 Grace Blackwell Ultra Desktop, entre altres components de primer nivell. El seu objectiu és que grups de treball dedicats a IA puguin entrenar i inferir models complexos sense dependre del núvol ni de centres de dades externes, mantenint el control complet sobre les dades i lentorn dexecució.

Amb ell, el CES ha servit per refrescar l'ecosistema de components: noves CPUs intel core ultra, nous AMD Ryzen, el xip Snapdragon X2 Plus de Qualcomm, les SSD BG7 de Kioxia, memòries DDR5 avançades de Gigabyte o plaques base actualitzades de MSI, totes elles pensades per suportar càrregues de treball intensives en dades ia IA.

Al terreny de perifèrics, marques com Corsair han ensenyat els seus últims ratolins i teclats d'alta gamma, mentre que Anker, eufy o soundcore han posat el focus en dispositius connectats. Fins i tot han aparegut gadgets curiosos com el Plaud Notepin S, un petit aparell per prendre notes recolzant-se a IA.

Què es fa avui amb els superordinadors: de la COVID a la qualitat de l'aire

Els superordinadors s'utilitzen gairebé sempre per investigació avançada a camps on un PC normal es quedaria literalment segles calculant. Entre els seus usos clàssics hi ha la meteorologia i el clima, la simulació de terratrèmols, la investigació en astrofísica, geofísica, biologia, medicina, disseny de fàrmacs o enginyeria aeroespacial.

Durant la pandèmia de COVID-19, diversos supercomputadores es van emprar per simular el comportament de proteïnes del virus, provar combinacions de molècules i accelerar la recerca de fàrmacs. La simulació massiva va permetre descartar camins poc prometedors i concentrar esforços en els compostos amb més probabilitat dèxit.

Centres com el Centre de Supercomputació de Barcelona han mostrat exemples molt concrets: amb dades de sensors i models de dinàmica de fluids, van entrenar xarxes neuronals per controlar incineradores i millorar lús de combustibles reduint emissions; o per predir la qualitat de l'aire a grans ciutats amb una precisió notable, a partir d'anys de dades històriques.

Un altre exemple cridaner és AlphaFold, el sistema de DeepMind per predir el plegament de proteïnes a partir de la seva seqüència d'aminoàcids. Aquest problema, considerat de nivell Premi Nobel, s'ha beneficiat d'una combinació explosiva de IA, dades massives i supercomputació. L'impacte sobre biomedicina i disseny de fàrmacs és enorme, fins al punt que desenes de milers d'investigadors a tot el món utilitzen ja els seus resultats de forma quotidiana.

Usos habituals de la supercomputació

• Predicció meteorològica i climàtica a mitjà i llarg termini.
• Simulació de terratrèmols, tsunamis i riscos naturals per reduir danys.
• Disseny i prova d'avions, vehicles i coets mitjançant models aerodinàmics.
• Cerca i disseny de fàrmacs i estudis dinteracció molecular.
• Astrofísica i cosmologia: formació de galàxies, estrelles i forats negres.
• Qualitat de l'aire i composició atmosfèrica a regions i ciutats.
• Big Data i simulació social: evolució cultural, moviments de població, ciutats intel·ligents.
• Seguretat i defensa: des de simulació d'armes nuclears a bessons digitals de radars i sistemes complexos.

On són els grans superordinadors i quin paper juga Espanya

la llista Top500 recopila i classifica dues vegades a l'any els 500 superordinadors més potents del món des del 1993. Encara que la Xina lidera en nombre de sistemes dins d'aquesta llista, els Estats Units mantenen la davantera a potència total agregada, especialment amb màquines com Frontier.

Entre els colossos actuals trobem Fugaku al Japó, que va estar al capdavant durant anys; Cimera y Serra als Estats Units; o Sunway Taihu Light y Tianhe-2A a la Xina, que al seu dia van ocupar també el primer lloc. Itàlia acull sistemes com HPC5 o Marconi-100, i Suïssa compta amb Piz Daint, protagonista durant molt de temps a Europa.

A Espanya, el referent és el MareNostrum del Barcelona Supercomputing Center. Des de la seva primera versió el 2004, amb uns 42,4 teraFLOPS, ha anat escalant fins a l'actual MareNostrum 4, al voltant de 13,7 petaFLOPS. La generació següent, MareNostrum 5, suposarà un salt de diversos ordres de magnitud en potència i energia consumida, i forma part de l'estratègia europea de dotar-se de infraestructures d'exaescala.

Una xarxa molt rellevant és la Xarxa Espanyola de Supercomputació (RES), que agrupa centres i màquines distribuïts per diferents comunitats autònomes i permet donar servei a investigadors de tot el país. Sobre aquesta base s'ha creat, a més, una Xarxa Iberoamericana de Supercomputació, que connecta recursos de països com Mèxic i altres socis llatinoamericans per a projectes conjunts.

En l'àmbit regional, destaquen instal·lacions com el supercomputador Picasso de la Universitat de Màlaga, amb uns 40.000 nuclis de càlcul i 180 TB de RAM. Picasso dóna servei tant a investigadors de la pròpia universitat com a usuaris andalusos a través de la Plataforma Andalusa de Bioinformàtica i científics de tot Espanya mitjançant la RES.

Tots aquests sistemes funcionen gairebé sempre amb Linux o derivades, per la seva naturalesa de codi obert, estabilitat i baix consum de recursos en comparació amb altres sistemes operatius comercials. Sobre aquesta base es munta un ecosistema de ferramentes científiques, entorns de programació i llibreries d'IA especialitzat i afinat durant anys.

Centres de referència: Barcelona Supercomputing Center i la carrera europea pel maquinari propi

El Centre de Supercomputació de Barcelona (BSC) és un dels grans actors europeus en supercomputació i investigació en arquitectures de computadors. Dirigit durant dècades per Mateo Valero, el BSC ha passat de gestionar un únic superordinador a convertir-se en un centre amb més de mil persones de més de 50 països, organitzat en departaments de Computer Sciences, Ciències de la Vida, Ciències de la Terra i Aplicacions socials.

Un dels trets diferencials del BSC és que no es limita a operar màquines, sinó que desenvolupa programari, algorismes i fins i tot processadors propis. Fa anys que està implicat en projectes europeus com EuroHPC i en iniciatives com European Processor Initiative (EPI) o Xips europeus basats en arquitectures obertes com RISC-V, amb l'objectiu de reduir la dependència d'Europa de fabricants nord-americans i asiàtics.

En col·laboració amb altres socis, el BSC ha impulsat prototips de processadors vectorials, plataformes basades en ARM i RISC-V, i tota una família de dissenys amb noms com Tortuga, Llangardaix o Camaleó, que han anat guanyant complexitat generació rere generació. La idea és crear, a mitjà termini, xips capaços d'alimentar superordinadors “MareNostrum 6” amb tecnologia de còmput crític desenvolupada a Europa.

Aquest esforç s?emmarca en una realitat incòmoda: Europa dissenyava part de l?arquitectura ARM, però la venda d?ARM a empreses no europees i la manca de grans foneries pròpies han deixat el continent en una posició delicada. Davant moviments com el dels Estats Units garantint la producció avançada de TSMC a Arizona, o les fàbriques de xips que Alemanya i França atrauen amb grans ajudes públiques, Espanya s'enfronta al repte de combinar disseny, fabricació i ecosistema industrial amb recursos comparativament menors.

En aquest context, l'estratègia espanyola passa per consolidar centres com el BSC, impulsar xarxes com la RES, donar suport a projectes de xip obert i formar perfils molt escassos en arquitectura de computadors i IA. No és casual que, com reconeixen els mateixos responsables del centre, els doctors experts en aquests camps rebin ofertes a la indústria privada amb salaris difícils d'igualar des de la universitat, cosa que complica retenir talent.

Mentrestant, altres universitats espanyoles en reforcen la infraestructura, com demostra el cas de Picasso a Màlaga o els nodes de la RES repartits pel país. En molts casos, aquests sistemes donen servei tant a física de partícules com a estudis de canvi climàtic, enginyeria, bioinformàtica o projectes de ciutats intel·ligents, demostrant que la supercomputació ja no és un luxe reservat a uns quants laboratoris.

Mirant el conjunt, es veu amb força claredat que la supercomputació ha passat de ser una curiositat de laboratori a convertir-se en una infraestructura crítica per al clima, la salut, la seguretat, l'economia i fins i tot per a la manera com dissenyem ciutats, vehicles o fàrmacs. Alhora, el salt de la IA del laboratori a la producció i l'auge dels bessons digitals estan portant part d'aquesta potència a servidors especialitzats i fins i tot a escriptoris d'enginyers i científics, obrint un escenari on, lluny de desaparèixer, la supercomputació s'integra cada cop més al nostre dia a dia, encara que moltes vegades no la veieu.