Supercomputación (HPC)

Las personas beneficiadas directamente del servicio de supercomputación son aquellas que necesitan procesar grandes cantidades de datos, ejecutar simulaciones muy complejas que superan la capacidad de los ordenadores convencionales, diseñar nuevos materiales, realizar análisis genómico o desarrollar y entrenar modelos de Inteligencia Artificial.

El servicio de supercomputación utiliza tecnología de vanguardia, optimizada para ofrecer el máximo rendimiento en cálculos intensivos.

Sistema de gestión de trabajos y colas (Workload Manager): Para asegurar una distribución equitativa y eficiente de los recursos. Esta herramienta es el cerebro del clúster, permitiendo a los usuarios enviar trabajos, especificar sus necesidades de recursos (número de núcleos, memoria, tiempo de ejecución) y priorizar la ejecución de tareas.

Sistema de archivos paralelo: Se emplea un sistema de archivos paralelo para agilizar el acceso a los datos. Este sistema permite que múltiples nodos de cálculo accedan a los datos de forma simultánea y a un ancho de banda masivo, eliminando los cuellos de botella de entrada/salida (I/O).

Librerías y frameworks de paralelización: El desarrollo y uso de aplicaciones para HPC se facilita con el uso de estándares y librerías optimizadas. La infraestructura soporta las siguientes tecnologías para el desarrollo y la ejecución de código paralelo:

• MPI (Message Passing Interface): El estándar de facto para la programación distribuida, permitiendo a los procesos en diferentes nodos comunicarse y colaborar en la resolución de un problema.

• OpenMP (Open Multi-Processing): Un modelo de programación compartido que simplifica la paralelización de bucles y regiones de código en un solo nodo con múltiples procesadores.

• CUDA y OpenCL: Para aprovechar al máximo el poder de las GPU, ofrecemos soporte a estos frameworks que permiten a los desarrolladores programar directamente sobre los procesadores gráficos y acelerar de manera masiva los cálculos.

Ejecución de aplicaciones containerizadas: Para garantizar la portabilidad, reproducibilidad y seguridad de las aplicaciones HPC, la infraestructura soporta el uso de contenedores a través de la tecnología Apptainer. Esta plataforma está diseñada específicamente para entornos de computación de alto rendimiento (HPC), permitiendo a los usuarios empaquetar una aplicación y todas sus dependencias (bibliotecas, frameworks, etc.) en un solo archivo portable.

Entornos de programación y compiladores: Se proporciona un entorno completo para los desarrolladores, incluyendo compiladores de alto rendimiento de GNU Compiler Collection (GCC) e Intel para C/C++, Fortran, entre otros. Además, se incluyen librerías científicas optimizadas como BLAS, LAPACK y FFTW para la manipulación eficiente de matrices y transformadas de Fourier.

Acceso seguro y conectividad: Para garantizar la confidencialidad y la integridad de los datos, el acceso exterior a nuestros recursos de supercomputación se realiza a través de protocolos seguros. Los usuarios pueden conectarse a la red del servicio mediante VPN (Red Privada Virtual), creando un túnel cifrado que protege toda la comunicación entre su equipo y el clúster. Una vez dentro de la red, el acceso a los nodos de login se realiza a través de SSH (Secure Shell). Este protocolo permite una comunicación segura y autenticada para la ejecución de comandos de forma remota, la transferencia de archivos y la gestión de los trabajos, asegurando que solo los usuarios autorizados puedan interactuar con el sistema.

Ver particiones de cómputo general y de cómputo acelerado (IA)

El servicio de supercomputación se sustenta sobre una infraestructura robusta y escalable, diseñada para garantizar la máxima disponibilidad y rendimiento.

Centro de Proceso de Datos (Datacenter): El clúster de supercomputación se encuentra alojado en el Centro de Proceso de Datos de Gobierno de Navarra, un entorno seguro y controlado para el hardware, con sistemas avanzados de refrigeración, suministro eléctrico ininterrumpido (UPS) y protección contra incendios.

Nodos de cómputo: El corazón de la infraestructura son los nodos de cómputo. Estos nodos están interconectados y configurados para trabajos paralelos masivos, incluyendo tanto nodos con procesadores tradicionales (CPU) como nodos especializados con aceleradores de hardware (GPU).

Sistemas de almacenamiento: Contamos con diferentes niveles de almacenamiento para optimizar el acceso a los datos:

• Almacenamiento de alto rendimiento: Para datos de trabajo y archivos temporales, con sistema de archivos paralelo Lustre que ofrecen gran velocidad de lectura/escritura.

• Almacenamiento a largo plazo: Para el almacenamiento permanente de resultados y datos de proyectos, con capacidad masiva y sistemas de respaldo.

Red de alta velocidad y baja latencia: La infraestructura de red interna está basada en un fabric de baja latencia Infiniband y Omni-Path, que permite una comunicación extremadamente rápida entre los nodos de cálculo y los sistemas de almacenamiento. Esta red es fundamental para el rendimiento en aplicaciones que requieren un alto grado de paralelización.

Conexión de red externa: Ofrecemos conexiones de red de alta capacidad hacia el exterior a través de RedIRIS, facilitando la transferencia de grandes volúmenes de datos desde y hacia el servicio de supercomputación.

• Gobierno de Navarra

• Red Española de Supercomputación

• NAITEC

• Navarrabiomed

• ADItech

• Universidad Pública de Navarra

• CIMA Universidad de Navarra

• Polo de Innovación Digital de Navarra IRIS

• Brocade.
• Cornelis Networks.
• Dell.
• H3C.
• Hitachi.
• HPE.
• Intel.
• Lenovo.
• NVIDIA.