- La supercomputació impulsa des de la predicció climàtica fins a la medicina personalitzada, amb centres com el BSC i MareNostrum 5 al capdavant.
- La intel·ligència artificial i la supercomputació es retroalimenten, mentre plataformes com AMD ROCm 7 eleven el rendiment per a IA.
- Europa i països com Mèxic es juguen la seva posició estratègica a xips, infraestructures HPC i formació de talent especialitzat.
- L'auge del còmput extrem planteja reptes energètics, ètics i de poder lligats al control de dades i recursos de càlcul.
La supercomputació ha esdevingut el gran motor silenciós que impulsa des de la intel·ligència artificial fins a la predicció del clima, passant per la medicina personalitzada o el disseny de nous materials. Darrere de cada avenç científic punter hi sol haver un centre de càlcul massiu, un “cervell” format per milions de processadors treballant en paral·lel per atacar problemes que un ordinador convencional trigaria segles a resoldre.
En els darrers anys, entrevistes i notícies sobre supercomputadors, IA i computació quàntica han permès treure el cap a un ecosistema on es barregen tecnologia extrema, talent científic, política industrial i debats ètics de primer nivell. Des del Barcelona Supercomputing Center (BSC) i el MareNostrum 5 fins als nous projectes a Mèxic o el treball en verificació de processadors quàntics, el panorama és tan fascinant com complex.
Què és realment un centre de supercomputació
Un centre de supercomputació és, sobretot, un laboratori científic l'eina principal del qual no són microscopis ni acceleradors de partícules, sinó superordinadors d'altíssimes prestacions. Com explica Mateo Valero, fundador i director del Barcelona Supercomputing Center, aquestes instal·lacions fan servir màquines capaces d?executar quantitats descomunals d?operacions per segon per simular fenòmens que només es poden descriure amb matemàtiques i física avançades.
La clau està en el concepte de “bessó digital” : una rèplica virtual d'una cosa que volem entendre o dissenyar per primer cop. Amb un supercomputador és possible modelar el plegat de proteïnes que la naturalesa mai no ha produït, preveure el comportament de l'atmosfera amb enorme nivell de detall, o avaluar com es comportarà un nou material sota condicions extremes sense fabricar ni una sola mostra física.
Entre els exemples més citats per Valero hi ha la predicció meteorològica d'alta resolució , els escenaris de canvi climàtic, la cerca de nous materials per a energies verdes i la medicina personalitzada basada en l'anàlisi massiva de dades genòmiques. Tot això es recolza en la possibilitat de fer simulacions de prova i error a una velocitat que, comparada amb un mòbil, resulta gairebé inversemblant.
Aquestes màquines també serveixen com a acceleradors de l'enginyeria i la indústria . Al BSC, per exemple, es va desenvolupar un programari per a Repsol que indicava on perforar en ambients hostils com el Golf de Mèxic. Cada perforació costa de l'ordre de cent milions de dòlars, i gràcies a la simulació es va passar d'encertar un de cada deu intents a un de cada set, amb l'estalvi econòmic i la reducció de risc que això implica.
MareNostrum 5 i el paper del Barcelona Supercomputing Center
Situat a Barcelona, el MareNostrum 5 és un dels supercomputadors més ràpids del món i el vaixell insígnia del BSC. Està format per milions de processadors d'alta potència comunicats mitjançant xarxes de molt baixa latència, i compta amb memòries associades de gran capacitat, cosa que permet executar models extremadament complexos amb un nivell de detall impressionant.
Valero sol recórrer a comparacions contundents: un supercomputador modern pot ser de l'ordre d' un milió de vegades més ràpid que un telèfon mòbil . En el cas del MareNostrum 5, les diferents particions sumen centenars de petaflops: parlem de la capacitat de realitzar centenars de milers de bilions d'operacions de coma flotant per segon. Per fer-se una idea, aquests recursos permeten simular la Terra sencera –mar, aire, continents i pols– amb una resolució espacial d'aproximadament un quilòmetre.
El MareNostrum 5 és, en realitat, un conjunt de diversos supercomputadors especialitzats . Quan es va inaugurar oficialment el desembre del 2023, una de les seves particions es va situar al lloc número 8 del rànquing mundial Top500, i una altra al 19. Una estava optimitzada per entrenar i executar models d'intel·ligència artificial a gran escala, convertint-se en una de les millors plataformes del món per a aquest tipus de càrregues.
Però l'orgull de Valero no es limita a la màquina. Segons recalca, el veritable tresor del BSC és la seva gent . El centre ha passat de 20 persones al començament a unes 1.400, de les quals al voltant de 1.200 són investigadors. Hi conviuen perfils procedents de 32 disciplines acadèmiques diferents i més de 60 països, cosa que converteix el BSC en una mena de Nacions Unides de la ciència del còmput. Aquesta diversitat facilita abordar problemes complexos des de perspectives molt diferents.
Pel que fa a l'accés, el MareNostrum és un recurs públic i obert a la comunitat científica . Els propietaris del supercomputador són el Govern espanyol, la Generalitat de Catalunya i la Universitat Politècnica de Catalunya. Els investigadors espanyols i europeus poden sol·licitar temps de càlcul per als vostres projectes, sempre que superin un procés d'avaluació. El personal del propi BSC consumeix aproximadament un 20% de la capacitat; el 80% restant es reparteix entre altres grups científics.
Supercomputació i intel·ligència artificial: una relació simbiòtica
L'explosió de la intel·ligència artificial moderna està íntimament lligada a la supercomputació . Valero ho resumeix de forma molt gràfica: van ser les dades massives i la capacitat de càlcul extrem les que van treure la IA del seu “hivern polar”. Sense màquines capaces de processar milers de milions de paràmetres i conjunts de dades gegantines –o sense saber com transformar el teu PC en un laboratori d'IA– , avenços com els grans models de llenguatge o els sistemes de reconeixement d'imatge no haurien estat possibles.
Un exemple emblemàtic és el plegat de proteïnes , un problema computacionalment endimoniat que durant dècades es va considerar gairebé inabordable fins i tot amb supercomputadors. La combinació d'algorismes d'IA i grans infraestructures de càlcul va permetre resoldre'l de manera tan eficaç que va acabar sent reconeguda amb el Premi Nobel de Química, canviant per sempre la manera de dissenyar fàrmacs i entendre la biologia molecular.
Avui la relació s'ha invertit parcialment: la IA també ajuda a fer millor ciència amb supercomputadors . Des del BSC s'apliquen tècniques d'aprenentatge automàtic per optimitzar simulacions, reduir temps de càlcul i extreure patrons de conjunts de dades que serien inabastables per a una inspecció humana. En paraules de Valero, ja no és clar si dirigeix un centre de supercomputació o un centre d'intel·ligència artificial, perquè les dues àrees s'han entrellaçat completament.
Tot i això, Valero no es talla a l'hora de matisar l'entusiasme al voltant de la IA generativa. Recordeu que models com ChatGPT es limiten a predir la següent paraula en funció de patrons estadístics extrets de grans quantitats de text. Són sistemes extremadament sofisticats, però no tenen consciència ni sentit comú, dues capacitats humanes que considera molt difícils de reproduir en una màquina. Per això veu llunyà un escenari de rebel·lió de les màquines a l'estil HAL 9000.
El propi consum de recursos de la IA de frontera il·lustra fins a quin punt la supercomputació i l'energia estan lligades . Valero cita el cas d'OpenAI, que ha plantejat la construcció d'un centre de dades amb un milió de GPU NVIDIA. Només la part d'acceleració del MareNostrum 5 compta amb uns 4.500 GPU; l'escala del que es projecta per entrenar models futurs és, per tant, descomunal, amb necessitats energètiques calculades al voltant dels 10 gigawatts, una cosa així com la producció de deu centrals nuclears.
AMD ROCm 7 i la carrera pel rendiment a IA
En paral·lel als grans centres de supercomputació, els fabricants de maquinari i plataformes de programari lliuren la seva pròpia batalla. AMD ha presentat recentment ROCm 7, la setena gran versió del seu ecosistema Radeon Open Compute , una plataforma oberta orientada a sistemes d'alt rendiment (HPC) i càrregues d'intel·ligència artificial sobre GPU i targetes acceleradores de la companyia.
ROCm 7 promet fins a 3,5 vegades més rendiment en tasques d'IA respecte a generacions anteriors, cosa crucial per competir amb NVIDIA en un mercat on entrenar models cada cop més grans s'ha tornat la norma. Aquesta millora de rendiment no només significa entrenaments més ràpids, sinó també una eficiència energètica més gran per operació, un aspecte crític quan parlem d'instal·lacions que consumeixen quantitats enormes d'electricitat.
La filosofia oberta de ROCm és especialment rellevant en entorns de supercomputació pública com el BSC o altres centres nacionals, on la interoperabilitat i l'absència de bloqueig tecnològic es valoren molt. Disposar d'una pila de programari oberta facilita adaptar el codi científic, optimitzar nuclis específics i combinar maquinari divers sense dependre del tot de solucions propietàries.
En el context europeu, on s'aspira a una sobirania tecnològica més gran , avenços com ROCm 7 encaixen amb la necessitat de diversificar proveïdors de GPU i promoure ecosistemes de programari que permetin als centres HPC ajustar les seves infraestructures a les necessitats reals dels seus projectes de recerca.
Europa, els xips i el risc de ser només el VAR
Una de les obsessions de Mateo Valero és la posició d'Europa en la carrera de la intel·ligència artificial i la supercomputació . Utilitza una metàfora futbolística molt cridanera: tem que el continent acabi sent el VAR, el sistema de videoarbitratge, d'un partit en què no tingui cap jugador al camp. És a dir, que Europa acabi establint normes i regulacions, però sense campions tecnològics propis que competeixin de tu a tu amb els Estats Units o Àsia.
El problema es veu amb claredat al terreny dels xips d'alt rendiment . Si es revisen els supercomputadors europeus de referència, pràcticament cap no empra processadors o GPUs dissenyats i fabricats a Europa. No només es depèn de l'exterior per a la fabricació, sinó fins i tot per al disseny dels xips, cosa que compromet projectes a llarg termini com els cotxes autònoms o les infraestructures crítiques d'IA si en algun moment es talla el subministrament.
Valero insisteix des de fa anys en la necessitat d'un gran projecte europeu per a semiconductors , a l'estil del que va ser Airbus en aviació, Galileu en navegació per satèl·lit o el CERN en física de partícules. Un esforç coordinat, amb gran inversió pública i compromís de compra dels primers xips encara que el rendiment sigui inferior al dels fabricants nord-americans o asiàtics. D'altra manera, considera que Europa seguirà “xipdependent”.
La fragmentació política tampoc no ajuda. Segons ell, Europa continua sent una suma de països que miren massa cap a dins , amb interessos nacionals sovint contraposats. Aquesta manca de visió conjunta dificulta aixecar iniciatives de l'escala necessària, tant en maquinari com en programari. Tot i així, reconeix que hi ha projectes importants en marxa i que s'estan fent passos tímids, per exemple des del mateix BSC, que ha impulsat esforços de disseny de processadors a Espanya.
El rerefons econòmic és evident: el valor afegit d'un gram de silici en forma de xip pot assolir els 50.000 euros, cosa que fa que cada centímetre quadrat d'oblia tingui un valor altíssim. Qui controli aquesta cadena de valor no només dominarà mercats tecnològics, sinó que també tindrà una capacitat enorme d'influència geopolítica.
Mèxic, Coatlicue i l'aposta per una supercomputadora nacional
Fora d'Europa, altres països també es mouen per no quedar enrere. A Mèxic s'està impulsant la construcció de Coatlicue, una supercomputadora destinada a fer front a problemes públics de gran escala ia formar talent local en intel·ligència artificial i còmput avançat. En una entrevista, el responsable del projecte –identificat com a JLPH– explica que l'objectiu no era “tenir la màquina més gran de Llatinoamèrica”, sinó adquirir la potència adequada per resoldre els desafiaments actuals del país.
Amb al voltant de 314 petaflops de capacitat de càlcul , Coatlicue se situaria entre les vint supercomputadores més potents del món segons les estimacions inicials de l'equip. Aquesta potència es justifica per la necessitat d‟analitzar enormes volums de dades vinculats a reptes nacionals en camps com la sanitat, l‟educació, la seguretat o el desenvolupament social.
Un dels problemes típics que afronta Mèxic és la manca de talent especialitzat en IA i tecnologies avançades . Es calcula que prop del 77% de les empreses del sector tecnològic tenen dificultats per trobar professionals suficientment formats. En aquest context, el Centre Públic de Formació en Intel·ligència Artificial i la mateixa Coatlicue es plantegen com a llavors per generar una nova generació d'experts formats dins del país.
Des del punt de vista de sostenibilitat i cicle de vida, el pla per a Coatlicue passa per renovar els seus GPUs aproximadament cada cinc anys . L'equip promotor vol deixar un full de ruta clar per a futures administracions, encara que la continuïtat de la inversió dependrà de les decisions polítiques. També posen l'accent en què el veritable valor de la màquina no és la compra de maquinari, sinó els problemes que permetrà resoldre i en la transferència de coneixement cap a l'acadèmia, la recerca i la innovació.
JLPH també es posiciona respecte a la computació quàntica , una àrea molt mediàtica en què considera que encara no existeix un grau de maduresa suficient per a la seva explotació industrial massiva. Si bé reconeix el seu enorme potencial -especialment en criptografia i alguns problemes específics-, creu que, per abordar els reptes públics actuals de Mèxic, la prioritat continua sent consolidar una infraestructura de supercomputació clàssica robusta i formar-hi capital humà.
Computació quàntica: mètriques, verificació i estat de l'art
Mentre els supercomputadors clàssics assoleixen rendiments de centenars de petaflops, la computació quàntica avança en paral·lel amb una filosofia de càlcul diferent , basada en qubits i superposició en lloc de bits binaris. Encara que molts experts encara consideren que aquesta tecnologia es troba en una mena d'“hivern polar”, s'estan fent progressos notables, especialment com avaluar i certificar el comportament dels dispositius, i en iniciatives relacionades amb la Internet quàntica.
Un exemple recent és el treball de David Aguirre, doctorant en Computació Quàntica al Basque Center for Applied Mathematics (BCAM) , guardonat amb el premi TalentQ al millor treball de final de màster. La seva investigació se centra a dissenyar una nova mètrica de verificació per a processadors quàntics capaç de mantenir constant el cost computacional de l'avaluació, independentment de la mida del dispositiu.
Aquest enfocament és clau perquè verificar un processador quàntic esdevé exponencialment difícil a mesura que augmenta el nombre de qubits. Les tècniques clàssiques de caracterització acaben sent inassumibles per a dispositius grans, així que comptar amb mètriques la complexitat de les quals no creixi amb l'escala del sistema obre la porta a proves més freqüents i exhaustives.
La línia de treball d'Aguirre s'alinea amb una preocupació general de la comunitat: no n'hi ha prou amb construir maquinari quàntic, cal assegurar-se que funciona com s'espera . A països com Espanya, la computació quàntica es veu com un camp estratègic de recerca, més que com una tecnologia llesta per substituir els supercomputadors en aplicacions generals. El més probable és que quan maduri es converteixi en un complement especialitzat per a certs problemes, mentre que la supercomputació clàssica continuarà sent el cavall de batalla per a la majoria de tasques.
Valero també coincideix en aquesta visió. Assenyala que s'estan explorant nous materials i substrats per als transistors clàssics , així com noves formes de càlcul no binàries com la quàntica. Considera plausible que, igual que va passar amb la intel·ligència artificial, arribi un moment en què la tecnologia quàntica “exploti” i passi de laboratori a ús més estès. Però fins i tot llavors, continuarà estant limitada a certes classes de problemes on ofereix autèntic avantatge.
Xarxes nacionals, nodes regionals i formació de talent
L'experiència del BSC ha demostrat que no n'hi ha prou de tenir un gran supercomputador central . És important teixir xarxes nacionals que connectin diferents nodes regionals i permetin compartir recursos, coneixement i bones pràctiques. A Espanya, la Xarxa Espanyola de Supercomputació va sorgir precisament amb aquesta vocació el 2006, impulsada en bona part des de Barcelona.
Dins aquesta xarxa, diverses comunitats autònomes han anat desplegant els seus propis centres , que es connecten a través d'infraestructures acadèmiques d'alta velocitat, com ara la xarxa CIRIS. Aquests nodes permeten apropar la supercomputació a universitats i grups de recerca locals, redueixen barreres dentrada i fomenten la col·laboració entre comunitats científiques diferents.
Valero anima de forma especial regions com les Balears a sumar - se plenament a aquesta xarxa i desenvolupar els seus propis grups potents . El seu consell és clar: el més fàcil és comprar l'ordinador; el més difícil és utilitzar-ho bé. El primer objectiu de qualsevol centre nou hauria de ser formar estudiants i personal investigador, perquè com més gent sàpiga treure partit a la màquina, més gran serà l'impacte de la inversió.
La supercomputació no només beneficia enginyers o físics. Segons destaca el mateix BSC, estan sorgint àrees emergents com les ciències socials computacionals , on es fan servir tècniques de simulació i anàlisi de dades massives per estudiar la influència de les xarxes socials en la qualitat de la democràcia, entre altres temes. Això implica que estudiants de disciplines com sociologia, economia o ciència política també es poden convertir en usuaris intensius de recursos HPC.
En paral·lel, centres com COMPUTAEX a Extremadura dediquen una part important de la seva activitat a divulgar i apropar la supercomputació a la societat , publicant entrevistes, organitzant jornades i teixint ponts entre l'acadèmia, l'administració i les empreses. L'objectiu és que la ciutadania entengui millor perquè serveix invertir en aquest tipus d'infraestructures i quin retorn generen en termes d'innovació i ocupació.
Consum energètic, aigua i sostenibilitat de la supercomputació
A mesura que creix la potència dels supercomputadors, també ho fa el consum energètic i l'impacte sobre els recursos naturals . Un centre de dades dúltima generació pot requerir centenars de megawatts delectricitat i enormes quantitats daigua per a refrigeració. Aquest és un dels grans maldecaps tant per als gestors de centres HPC com per a les autoritats que els acullen.
Valero recorda que els circuits s'escalfen de forma intensa durant el càlcul , cosa que obliga a emprar sistemes avançats de climatització i refrigeració líquida. A regions amb problemes de disponibilitat d'aigua, com algunes zones d'Aragó, això planteja seriosos dubtes sobre el desplegament massiu de grans centres de dades. No és casualitat que ja s'estiguin explorant alternatives tan cridaneres com instal·lar data centers a l'espai o sota el mar, on la dissipació tèrmica es pugui gestionar de manera més eficient.
Tot i això, la supercomputació també forma part de la solució al problema energètic . Molts dels projectes que s'executen a màquines com MareNostrum 5 se centren a millorar l'eficiència de les energies renovables, optimitzar xarxes elèctriques, o contribuir al desenvolupament de tecnologies de fusió nuclear com ITER. Si s'aconsegueix que la fusió sigui comercialment viable, la qüestió del subministrament energètic mundial podria canviar de forma radical.
Per això, els experts defensen un enfocament equilibrat: reconèixer que la supercomputació i la IA consumeixen molt , però també són eines imprescindibles per trobar fonts d'energia més netes i sostenibles. La clau serà continuar millorant l'eficiència per operació dels xips, optimitzar el programari per reduir càlculs innecessaris i ubicar els centres de dades on l'energia renovable i l'aigua siguin més abundants.
Paral·lelament, s'està treballant en noves arquitectures i materials per als transistors , com l'arseniur de gal·li i altres compostos que podrien oferir millors prestacions per watt que el silici tradicional. Tot i que encara falta recorregut perquè aquestes tecnologies es generalitzin, apunten a un futur en què el creixement de la capacitat de càlcul no tingui perquè anar acompanyat d'un increment desbocat del consum energètic.
Dades, poder i riscos d¿una societat tecnocràtica
Més enllà del tècnic, la supercomputació i la IA plantegen preguntes incòmodes sobre poder, privadesa i control social . Valero és especialment crític amb la manera com unes poques grans empreses tecnològiques han arribat a acumular enormes volums de dades personals i capacitat de càlcul, fins al punt de poder influir en les decisions i opinions de milions de persones.
En una de les seves reflexions més contundents, afirma que “cinc nens ximples” estan dominant el món , en referència a un grapat de directius de grans companyies tecnològiques. Segons ell, ens hem deixat seduir per la comoditat i l'entreteniment, renunciant en gran mesura a la nostra llibertat. Critica, per exemple, els que es resistien a cedir dades per ajudar a combatre la COVID-19, però accepten sense llegir contractes interminables de serveis digitals que els lliuren la seva vida sencera a les plataformes.
El risc no és només que ens recomanin què comprar, sinó que puguin modelar la nostra manera de pensar mitjançant algorismes opacs que decideixen quins continguts veiem i quins s'amaguen. En aquest sentit, el control de les dades i del poder de còmput es converteix en un factor decisiu per al futur de la democràcia i de les llibertats individuals.
Aquest debat és molt present a Europa, on es busca promoure una intel·ligència artificial alineada amb els valors ètics europeus . D'aquí la insistència de Valero en què el continent no es pot limitar a arbitrar des del VAR, sinó que també ha de tenir els seus propis jugadors en el terreny tecnològic: empreses, centres de recerca i productes capaços de competir globalment sense renunciar als estàndards de privadesa i drets fonamentals.
A nivell educatiu, tot això subratlla la importància de formar no només bons tecnòlegs, sinó també ciutadans crítics que entenguin els mecanismes de la IA, la supercomputació i l'ús de dades. La tecnologia és una eina poderosa de doble tall: pot resoldre problemes gegantins, però també concentrar un poder inèdit en mans de molt pocs.
El panorama que dibuixen totes aquestes entrevistes i notícies és un ecosistema en plena ebullició, on supercomputació, intel·ligència artificial i computació quàntica avancen a gran velocitat mentre governs, empreses i centres de recerca intenten no quedar-se enrere. Des del MareNostrum 5 i la xarxa espanyola de supercomputació fins a ROCm 7, Coatlicue o les noves mètriques per a processadors quàntics, tot apunta que el còmput extrem serà un dels eixos que defineixin la ciència, l'economia i la política de les properes dècades, amb Europa, Amèrica Llatina i altres actors jugant-se el seu lloc.
