Huguet, Miquel

Valero, Mateo

Revistes Catalanes amb Accés Obert

4 * Centre de Computació i Comunicacions de Catalunya (C ) 
El mes d'octubre passat, la Comissió Interdeparta- 
mental de Recerca i Innovació Tecnolbgica (CIRIT), la 
Fundació Catalana per a la Recerca (FCR) i la Uni- 
versitat Politecnica de Catalunya (UPC) van signar el 
conveni per crear el Centre de Computació i Comu- 
nicacions de Catalunya (C4). Aquest centre coordi- 
nara les activitats del Centre de Supercomputació de 
Catalunya (CESCA) i el Centre Europeu de Paral.lelisme 
de Barcelona (CEPBA) i potenciara l'accés als seus re- 
cursos a través de les xarxes de comunicacions. 
Les activitats dels dos centres s'han complemen- 
tat des de la seva creació: el CESCA s'ha orientat 
a donar servei a grups de recerca i empreses, mentre 
que el CEPBA ha impulsat la recerca i el desenvolu- 
pament de projectes basats en la computació paral-lela. 
L'experiencia de cada centre en la seva area beneficiara 
l'altre, corn també els usuaris dels centres, que podran 
gaudir d'un servei millor. La coordinació entre aquests 
dos centres permetra dotar-se dels recursos materials i 
humans més adequats en cada moment. 
Els objectius fonamentals del C4 són els següents: 
L'avaluació i la planificació de les necessitats de 
calcul dels grups de recerca per tal d'assignar- 
los els recursos més adients entre els disponibles 
en els supercomputadors dels dos centres, així 
corn determinar les seves necessitats amb vista a 
l'adquisició conjunta del hardware i software del 
futur. 
e La compartició del personal dels dos centres per 
tal de donar millor servei als usuaris de com- 
putació d'altes prestacions. Per als que executen 
programes comercials, s'avaluaran les versions i 
plataformes que obtinguin millor rendiment, tant 
pel que fa a un sol processador corn a les versions 
paralsleles, cada vegada més freqüents. Per als 
que desenvolupen els seus propis programes, tant 
seqüencials corn paraklels, se'ls facilitara el millor 
entorn possible d'eines de software. 
e JJa potenciació de l'accessibilitat als recursos in- 
formatics d'altes prestacions i a les xarxes de co- 
municacions, a través de 1'Anella Científica de la 
Fundació Catalana per a la Recerca. El C4 esta 
connectat a RedIris i a les xarxes internacionals 
* Presentació realitzada per Mateo Valero i Miquel 
Huguet directors del C4 i del CESCA respectivament. 
40 Revista de Física / 1 r semestre de 1996 
i coordinara el National Host de la UPC, 1'FCR 
i Telefbnica. Tota aquesta infraestructura facili- 
tara la creació de consorcis que realitzin projectes 
usant tecnologies de supercomputació i comunica- 
cions, en l'entorn dels actuals programes comuni- 
taris, tals corn ESPRIT, ACTS i TELEMATICS. 
e La preparació de cursos i seminaris per tal de 
difondre i promocionar l'ús i els beneficis de les 
noves tecnologies a la nostra comunitat. La for- 
mació continuada en aquest tipus de tecnologies 
sera un dels reptes del centre. Es continuaran or- 
ganitzant cursos, seminaris i conferencies a través 
de mecanismes que ja es tenen en marxa, tals corn 
1'Aula de Supercomputació i els cursos COMETT 
en col.laboració amb institucions d'altres paisos. 
La tematica sera amplia en temes d'aplicacions, 
software de base i comunicacions, arnb especial 
emfasi en aquells aspectes més practics. 
e La potenciació de calcul d'altes prestacions mit- 
jancant la creació de consorcis formats per em- 
preses i grups de recerca per participar en pro- 
jectes d'R+D. La tasca dels centre és la d'impulsar 
els projectes més institucionals (com el PACOS i 
l'HCM, que es descriuen més endavant) i la de fa- 
cilitar eines i coneixements; no obstant aid, els 
veritables actors han de ser els investigadors i les 
empreses. 
e La creació d'una base de dades documental que 
divulgui el coneixement i els beneficis d'aquestes 
tecnologies. Es facilitara l'accés a aquest mateix 
tipus d'informació situada en altres llocs corn ara 
altres centres proveidors de hardware i software. 
S'integraran tots aquests esforcos en contextos eu- 
ropeus tal corn s'ha fet fins ara en activitats corn 
HPCnet. 
Amb la constitució del C4 s'espera donar un im- 
puls significatiu a la supercomputació a Catalunya mit- 
jancant la coordinació dels centres existents, en la 
línia de les directrius d'agrupació d'infraestructures, 
d'investigadors i d'activitats que estableix el Pla de re- 
cerca de Catalunya 1993-1996. 
El CESCA i el CEPBA 
Creat l'any -1991, el CESCA ha dedicat els seus es- 
for~os a la computació vectorial utilitzant superordi- 
nadors CRAY i IBM de gran potencia de calcul. Entre per l'empresa catalana INDO, que el va incorporar a 
els molts treballs duts a terme al CESCA, destaquem la seva propia tecnologia en la fabricació de lents, com 
algunes arees d'activitat que mostren la diversitat de per l'alemanya BMW, en el disseny de cilindres de mo- 
les tasques empreses: modelatge molecular de farmacs, tors. En aquest cas, dues empreses prou diferents van 
disseny de noves poliamides, conformació de metalls, aprofitar eines informatiques comunes per desenvolupar 
presa de decisions financeres, estimació de parametres aplicacions finals ben diverses. 
Centre de 
Com~utació i
Els patrocinadors 
ndació Catalana 
genetics en poblacions, arqueometria de ceramiques ar- 
queolbgiques, enginyeria de cristalls moleculars d'interes 
tecnolbgic, etc. Un dels projectes que s'hi han desen- 
volupat, i en el qual també ha participat el CIMNE 
(Centre Internacional de Metodes Numerics en Enginye- 
ria), ha estat l'estudi aerodinamic i hidrodinamic del 
veler espanyol per a la Copa America 95, del qual s'ha 
calculat la forca exercida pel vent sobre les veles en di- 
verses condicions ebliques, així com les forces exercides 
per l'aigua sobre la quilla en diferents situacions d'avanc 
del veler. 
Creat també l'any 1991, el CEPBA s'ha centrat en 
la computació paral.lela, una via alternativa a la vecto- 
rial, que es basa en l'existencia d'un nombre elevat de 
processadors que treballen simultAniament. El CEPBA 
ha liderat iniciatives europees de transferencia de tec- 
nologia parallela a empreses. Per exemple, en el pro- 
jecte europeu ESPRIT número 6.753, el CEPBA va 
elaborar un desenvolupament de metodes numerics apli- 
cat a la mecanica de fluids que va ser aprofitat tant 
Tant el CESCA com el CEPBA van ser seleccionats fa 
tres anys com a "Gran Installació de Supercomputació", 
dins del programa Human Capital and Mobility (HCM), 
per facilitar als investigadors europeus l'accés a la in- 
fraestructura dels dos centres i la co~laboració en pro- 
jectes d'investigació per solucionar problemes científics i 
tecnolbgics. Dins de la supercomputació, només la Uni- 
versitat d'Edimburg i el CINECA italia comparteixen 
amb Barcelona aquesta categoria. 
Recentment s'ha signat el contracte per continuar 
aquest projecte fins al 1997, dins del programa Training 
and Mobility of Researches (TMR). A més, des de l'any 
passat tarnbé s'ha format part del programa PECOS, 
amb la mateixa finalitat que l'HCM, pero aquest orien- 
tat a paisos de 1'Europa de 1'Est. 
Cal esmentar que aquests programes facilitaran uns 
recursos globals d'1,7 milions d'ecus al C4. Fins ara, 
setanta-vuit investigadors d'arreu d'Europa han fet es- 
tades a Barcelona en els darrers tres anys amb el pro- 
grama HCM i tretze, amb el PECOS. 
Revista de Fkca / 1 r semestre de 1996 
Organització del C4 
Altres (6%) 
HCM 
I Italia (1 8%) PECOS Rep. Checa (8%) 
Distribució dels visitants per país d'origen 
Química Informatica Física Enginyeria Farmacia Biolog. Econom. Arquitect. 
HCM: 78 visitants PECOS: 13 visitants 
Distribució dels visitants per hrea d'especialitat 
El paraiielisme i les pimes 
Fa uns dos anys, la Comissió Europea va atorgar al 
CEPBA la coordinació d'un programa aplicat a les 
pimes que es va anomenar PACOS (Parallel Comput- 
ing for Spain) pel que fa a Espanya i CAPRI pel que 
fa a Italia. Gracies a aquest projecte, algunes empreses 
no gaire grans han comen~at a utilitzar els computadors 
parallels de gamma baixa per millorar la fabricació i la 
qualitat dels seus productes. Les aplicacions són tan 
diverses com el disseny de ventiladors, la fabricació de 
lents, els sistemes de purificació d'aqüífers, la producció 
de botifarres o el desenvolupament de peces amb pols 
premsada. És a dir, qualsevol projecte en que es neces- 
sita una certa potencia de calcul. 
Gracies a l'kxit obtingut, actualment la Comissió ha 
decidit estendre'l a tot Europa sota la coordinació que 
des de Barcelona exerceix el CEPBA, en un programa 
que s'anomena Parallel Computing Initiative (PCI). 
Dins el PCI es duen a terme 10 projectes d'R+D, 4 
dels quals corresponen a empreses espanyoles. Les ini- 
ciatives per aplicar la computació d'altes prestacions a 
les empreses rauen en el fet que aquesta tecnologia s'esth 
introduint en molts camps de l'enginyeria i de les apli- 
cacions de gestió. El seu mercat creix fortament i el seu 
ús sera obligat en la majoria dels processos productius. L'IBM SP2 amb 44 processadors és el superconlputador més 
Les aplicacions comercials estan adquirint una gran im- potent dels installats a I'Estat espanyol i ha estat la primera 
porthncia, en resposta a la necessitat d'emmagatzemar compra conjunta del CESCA i el CEPBA 
Revista de Física / 1 r semestre de 1996 43 
gran quantitat de dades de tot tipus, així com disposar 
de mecanismes rapids per tal d'avaluar aquesta infor- 
mació i obtenir-ne resultats. Alguns exemples són les 
bases de dades documentals, la informació bancaria so- 
bre clients, els sistemes d'ajut a la decisió, els escenaris 
múltiples amb realitat virtual o els mapes del genoma 
huma. 
Davant aquesta realitat, un dels objectius del C4 és 
impulsar la creació de consorcis formats per grups de 
recerca i per empreses que efectuin projectes conjunts. 
Aquests consorcis podran beneficiar-se dels ajuts de la 
Unió Europea, que cobreixen la meitat dels costos d'un 
projecte d'R+D. La Comissió Europea dedica uns recur- 
sos de 10.000 milions de pessetes anuals, en un període 
de 4 anys, perquk les aplicacions de la computació d'altes 
prestacions arribin a les empreses. 
Glossari 
Tipus de processadors 
44 Revista de Fícica / 1 r semestre de 1996 
Els processadors vectorials operen sobre un subconjunt d'elements d'un vector amb una única instrucció, mentre 
que els processadors escalars han de manipular-los element a element i, per tant, han d'executar una mateixa 
instrucció de manera iterativa per aconseguir el mateix resultat que una única instrucció vectorial. En el nostre 
cas, el CRAY Y-MP opera amb conjunts de 64 elements i el Convex C3480, de 128. 
e Els processadors superescalars poden iniciar l'execució simultania de diverses instruccions escalars en paral.le1 de 
manera que es poden operar diversos elements d'un vector dins d'una mateixa iteració. En el nostre cas, l'R8000 
del Power Challenge en pot iniciar quatre i l'SP2, sis. 
e Els processadors e n  "array" executen la mateixa instrucció en tots els processadors sobre diferents dades com 
poden ser els diversos elements d'un vector. Aquest tipus d'arquitectura s'adapta millor als problemes que han 
de processar de manera uniforme tots els elements d'un vector o d'una matriu, corn per exemple, el processament 
d'imatges. 
Organització de la memoria 
e Si la memoria esta compartida entre tots els processadors, és a dir, hi ha un espai Únic d'adreces per a tots, 
llavors la programació és molt més senzilla. Les dades es poden col.locar en qualsevol modul de memoria ja que 
el seu accés és uniforme per a tots els processadors. 
Si la membria estb distribuida entre els processadors, és a dir, cada processador té accés a la seva prbpia membria, 
llavors la programació és més complexa ja que quan les dades a usar per un processador estan a l'espai d'adreces 
d'un altre, cal sol.licitar-les i transferir-les a través de missatges. Així cal impulsar la localitat de les dades per 
minimitzar la comunicació entre processadors i obtenir un bon rendiment. L'avantatge que proporcionen és la 
seva escalabilitat, és a dir, el sistema pot créixer a un nombre més gran de processadors que els sistemes de 
membria compartida i, per tant, és més idoni per a les mbquines paralleles. 
Hi ha un tercer tipus d'organització, la membria distribui'da compartida, que combina els avantatges de les dues 
organitzacions: la membria esta físicament distribui'da i, per tant, el sistema és escalable, perb s'hi accedeix 
amb un espai únic d'adreces i, conseqüentment, és fbcilment programable. Actualment, el C4 no disposa de cap 
mBquina d'aquest tipus com són l'SP1200 de Convex i el T3E de Cray. 
Rendiment 
El rendiment dels supercomputadors es mesura en Gflop/s: 1 Gflop/s indica que el processador realitza 10' operacions 
aritmktiques (com ara sumes o multiplicacions) de nombres reals, codificats en format de coma flotant de 64 bits, per 
segon. 
des dels nivelis i 
Revista de ~ k i c a  / 1 r semestre de 1996 


Centre de Computació i Comunicacions de Catalunya (C4)

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Revistes Catalanes amb Accés Obert