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Especial

Cada un recibe una parte del problema

La computación paralela reemplaza a las supercomputadoras

El administrador Sidney Pio de Campos todavía se acuerda de los viejos tiempos. “No conseguíamos atender a todos los usuarios con problemas de conexión”, dice el responsable por la red de informática del Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW), de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). El sistema del instituto de Campinas no solamente era lento, sino que también era precario y poco confiable. La antigua estructura de red, por ejemplo, no tenía un panel de control en el cual fuese posible localizar dónde estaba el origen de un problema. “Era necesario recorrer todo el instituto, edificio por edificio, hasta hallar el punto con problemas para corregirlos”, afirma. La mayoría de las veces el problema era un cable suelto.

La solución empezó a surgir en 1995, cuando el instituto recibió las primeras partidas de la FAPESP para modernizar su red de informática. Toda la estructura fue reemplazada por un sistema más moderno de fibras ópticas. Actualmente, un backbone de fibra óptica interconecta a los 14 edificios del Instituto de Física de la Unicamp. El sistema tiene más de 700 puntos de red, pero esto no asusta a los responsables. La capacidad total va más allá de los 1.200 puntos.Así fue posible un enorme aumento en la velocidad de transmisión de datos. Cuando surgió Internet, en la década del 80, la velocidad máxima de transmisión era de 56 kilobits por segundo. Al comienzo de la década del 90, ésta ya había saltado a 45 megabits por segundo. Actualmente, las buenas redes permiten velocidades de entre 100 y 155 megabits por segundo. La línea que une a la FAPESP con la USP opera a una velocidad de 1 gigabits por segundo. Según los técnicos, no está lejos el día en el que las redes locales alcanzarán esa misma velocidad.

Publicaciones científicas
Para el director del instituto y presidente de la FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, aún sería prematuro hacer evaluaciones acerca real impacto de redes como ésta en las investigaciones científicas. “Los resultados solo aparecerán en diez años, cuando se examine la evolución en el índice de publicaciones científicas y de tesis publicadas”, afirma. “No es posible todavía notar esa evolución. Pero podemos afirmar con seguridad que el hecho de facilitar el flujo de informaciones siempre aumenta la velocidad y la calidad de la producción de conocimiento.”

Marco Aurélio Pinheiro de Lima, del Departamento de Física Cuántica, apoya esa aseveración. “Hoy en día, el sistema computacional de un instituto determina su capacidad creativa”, declara. “Si la infraestructura es mala, ya se sabe que las investigaciones no van muy lejos. Los problemas son muy sofisticados y demandan una computación de alto desempeño.”

La red permitió que las conexiones fueran más estables y el transporte de datos más rápido, con una velocidad de hasta 100 megabits por segundo. Los problemas de la Física, por ejemplo, implican actualmente cálculos complejos y la transferencia de una gran masa de datos. Con una buena conexión, un investigador puede usar varias computadoras al mismo tiempo. El efecto es el mismo que genera el uso de una supercomputadora.

Este recurso, conocido como computación paralela, es muy usado por los físicos de la Unicamp. Un único problema es dividido en diversas partes, y de esa manera, cada parte va a una CPU. Cuando los cálculos están concluidos, los datos son reunidos nuevamente en una máquina, que controla toda la operación hasta llegar al resultado final.

La computación paralela, posible con una red de alta calidad, tiene muchas ventajas. En primer lugar, le ahorra al instituto pesadas inversiones en máquinas más sofisticadas. En segundo lugar, puede usarse a partir de cualquier punto de la red. “Aquí, es común que un investigador pida autorización para usar máquinas de otros usuarios, cuando éstas están con capacidad ociosa”, dice el profesor Pinheiro de Lima. “Cuando un investigador recibe una máquina, ésta es automáticamente conectada a la red. Si el investigador no la usa integralmente, puede compartirla con alguien que la necesite. Por eso nuestros equipos son usados en un 95% del tiempo, incluso durante los fines de semana.”

Investigación internacional
La red trajo aparejadas otras mudanzas en el cotidiano del instituto. El correo electrónico pasó a ser, lejos, el método de comunicación más usado, tanto en los contactos internos como en los externos. “Si usted necesita una respuesta rápida, es más seguro mandar un mensaje por la red que usar el teléfono”, comenta el presidente de la comisión de informática del instituto y profesor del Departamento de Rayos Cósmicos del IFGW, José Augusto Chinellato.

Para el profesor Chinellato, la red hizo posible también la participación en una importante investigación internacional: el proyecto Auger. En el marco de dicho proyecto, con el apoyo de la FAPESP, investigadores de la Unicamp participan junto a científicos de más de 20 países en la operación y análisis de los datos captados por el observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, construido en la región semidesértica de Pampa Amarilla, en el sur de la provincia de Mendoza, en Argentina.

Sin una red como la existente en la Unicamp, conectada a la red ANSP y a Internet, estos científicos no podrían ni siquiera soñar en participar en el proyecto. Su objetivo es detectar, examinar e interpretar partículas raras de alta energía que penetran en la atmósfera, provenientes del espacio. La esperanza de los científicos reside en obtener más informaciones sobre el big bang, la gran explosión que, según una de las teorías más aceptadas en la Física, habría dado origen al universo. Se trata de un proyecto que involucra tanta tecnología y tanto dinero que hizo necesaria una cooperación internacional. La contribución de Brasil ronda los 3,5 millones de dólares, y parte de ese monto fue invertido por la FAPESP.

“La participación en proyectos como el Auger sería completamente inviable sin un medio rápido de transmisión de datos”, comenta el profesor Chinellato. “La entrada del IFGW solo fue posible porque el instituto está tecnológicamente a la altura del proyecto”. Chinellato comenta que está en contacto permanente con investigadores de Estados Unidos, Rusia, China, Argentina, Grecia y otros países, discutiendo y intercambiando información. Los datos recabados por el observatorio son enviados diariamente a un banco ubicado en Italia.

Chinellato no fue el único beneficiado. Parte del trabajo del investigador Douglas Galvão, del área de Biofísica del instituto, consiste en discriminar moléculas potencialmente cancerígenas y proponer drogas más eficientes para su control. La investigación exige cálculos solo posibles mediante computadoras de alto desempeño. Antiguamente, Galvão recurría con frecuencia a la supercomputadora Cray del centro del Cenapad, en Rio Grande do Sul. Pero el uso de ese equipamiento a distancia dificultaba el trabajo. “La situación era crítica, pues muchas personas usaban esa supercomputadora”, recuerda. Con la capacidad de procesamiento paralelo de la red, Galvão empezó a efectuar sus cálculos en el propio instituto. “Eso facilitó bastante nuestra investigación”, declara.

Los del Instituto de Física de Campinas no son casos aislados. Actualmente, las investigaciones tienden a ser cada vez más multidisciplinarias y cooperativas. En muchas áreas, el hecho de tener o no acceso a las nuevas tecnologías puede significar para un grupo tener o no capacidad para producir ciencia.

“Hoy en día existe una nítida separación entre los países que tienen acceso a la tecnología de la información y los que no lo tienen”, comenta el profesor Brito Cruz. “Por eso el gran mérito de los programas de infraestructura de la FAPESP consistió en colocar a las universidades paulistas del lado de los que tienen acceso a esa tecnología”. Pero él mismo advierte: “No podemos pensar que ya está todo listo. La evolución de esa tecnología es muy rápida”.

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