Supercomputador Patagón: La vanguardia del procesamiento computacional de la UACh

Supercomputador Patagón: La vanguardia del procesamiento computacional de la UACh

Una herramienta esencial para la ciencia chilena: el Supercomputador “Patagón” cumple tres años de operaciones destacadas, beneficiando a múltiples proyectos de investigación e instituciones académicas con su avanzada tecnología de procesamiento paralelo.


Más de tres años de operación, 100 cuentas de usuarios, 16 proyectos de investigación y 11 instituciones universitarias y científicas beneficiadas son algunas de las cifras de uso del Supercomputador “Patagón” de la Universidad Austral de Chile.

El equipo llegó a fines de 2020 a Valdivia a través de un proyecto FONDEQUIP que adjudicó el académico del Instituto de Informática de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Dr. Cristóbal Navarro.

¿En términos simples qué es un supercomputador y cuál es su utilidad?

Cristóbal Navarro explica que se llama supercomputador a cualquier computador que tenga una tasa de cómputo (operaciones/segundo) de varios órdenes de magnitud superior a un computador común. Por dar un ejemplo, si un computador común hace 1 billón de operaciones en un segundo, un supercomputador entonces hará 100 billones de operaciones por segundo, o más, lo que se puede interpretar a que tiene el poder de cómputo de 100 computadores o más. 

“En términos prácticos, esto significa que se puede acelerar el procesamiento de tareas que requieren mucho cálculo, permitiendo el avance de la ciencia y tecnología que es donde predominan esta clase de desafíos computacionales. En la actualidad los supercomputadores se construyen en base a la idea del paralelismo, es decir se juntan varios computadores de alta potencia en un mismo lugar físico, se conectan entre ellos por una red de alta velocidad, y se configuran para que trabajen todos al mismo tiempo (trabajar en paralelo) sobre una misma tarea que es divisible en tareas menores”, sostiene el académico.

Por lo tanto, lo que se gana con su utilización es tiempo para los investigadores que necesitan procesamiento de alta cantidad de datos.    A la fecha las principales áreas de trabajo que han sido beneficiadas con la supermáquina son Inteligencia Artificial, aplicada a áreas como: Astro Informática, Procesamiento del Lenguaje Natural, Bioinformática. Así como también en ámbitos de Procesamiento de imágenes, Investigación en GPU Computing, Simulaciones Físicas, Investigación en Algoritmos y Estructuras de Datos y Minería de Datos.

¿Cuáles son las cualidades que destacan al Patagón?

Las ventajas del supercomputador de la UACh son fundamentalmente tres:

  1.  Uso abierto: su uso está abierto a todos los investigadores del país, alineándose al 100% con el objetivo país de un Fondequip, que es el fondo con el que se adquirió el supercomputador.
  2.  Autogestión: los usuarios funcionan con el sistema de autogestión. Es decir, ellos mismos configuran su entorno de trabajo, instalan software que necesitan, sin afectar a los otros usuarios y sin poner en peligro al equipo. Esto se logra gracias a que el Patagón funciona en base a contenedores.
  3. Cómputo por GPU: el Patagón basa su poder de cómputo en sus GPUs. Esto lo hace excepcionalmente rápido para tareas altamente paralelizables, y especialmente eficiente para tareas de inteligencia artificial. También lo hace energéticamente eficiente.

             

Experiencia de usuarios

En sus tres años de funcionamiento el Patagón ha atendido los requerimientos de 11 instituciones de educación superior y centros de investigación de Chile, 16 proyectos de investigación, 10 artículos WOS, 8 artículos SCOPUS o similares y 12 tesis de pregrado/postgrado. Un listado actualizado de estos productos se mantiene público en (https://patagon.uach.cl/research)

Entre los proyectos que han sido beneficiados con el Patagón destaca el proyecto de la ANID Fondef IdeA ID20I10333 “FuSA: Sistema Inteligente para la Detección de Fuentes Sonoras Ambientales” ejecutado por investigadores de los Institutos de Acústica e Informática de la UACh.   

Para este proyecto se entrenaron de manera paralela modelos de redes neuronales con una gran cantidad de datos, para detección y clasificación de audios y sobre los resultados obtenidos con el uso del Patagón el académico del Instituto de Acústica Dr. Víctor Poblete, resalta entre sus bondades que “permite un gran poder de procesamiento y de manera paralela, dispone de una documentación bastante clara, la que ha se ha ido fortaleciendo en el tiempo,  gracias al excelente equipo humano que hay detrás del mantenimiento de Patagón y tercero, el trabajo de este equipo ha generado interés en una gran comunidad tanto de estudiantes como de docentes en la que se comparten dudas y experiencias acerca de su uso”

Por su parte, el Dr. Mauricio Cerda, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, usó el Patagón en su proyecto Fondecyt 1221696  “Weakly supervised semantic segmentation through global constraints to minimize training examples in biomedical imaging”, y sobre su experiencia como usuario señala “Patagón es una infraestructura de supercómputo única a nivel nacional, pues además de las capacidades físicas, la manera en que está organizada entrega gran libertad para configurar el ambiente de trabajo. Esto hace que la implementación de flujos de trabajo se acelere drásticamente. Por ejemplo, en aplicaciones de aprendizaje automático, donde las librerías evolucionan constantemente, el sistema de contenedores auto-gestionado permite, sin intervención de administradores, usar los avances más recientes del área en nuestros experimentos”.

Misma experiencia es la que tuvo el Dr. Alejandro Figueroa, del Departamento de Informática y Computación de la Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM), quien ocupó el equipo para la investigación de su proyecto Fondecyt 1220367:”Multimodal Demographics and Psychographics for Improving Engagement in Question Answering Communities”.

“Lo más destacable de Patagón es la infraestructura que ofrece en términos de cómputo GPU que se ha mantenido gratuita para los investigadores nacionales. Basado en un sistema de contenedores moderno, es posible que cada investigador trabaje en el servidor disminuyendo el impacto sobre sus colegas. Hasta donde tengo entendido, es la mejor opción que tiene un investigador común y silvestre en nuestro país para poder trabajar con algunos de los modelos más modernos.”

¿Cómo acceder al Patagón?

El supercomputador se encuentra disponible para cualquier investigador o tesista (a través de su profesor patrocinante) que lo solicite ingresando a https://patagon.uach.cl/patagon/solicitud

Una vez que se ingresa al enlace se debe completar la información pedida, adjuntar el formulario completo y firmado, junto con la llave pública ssh del computador que va a entrar. La misma página del supercomputador tiene tutoriales para comenzar a usarlo. 

Como recomendación, se recuerda que al igual que otros supercomputadores (incluido el leftraru del NLHPC), el Patagón ofrece el recurso computacional, es decir el hardware. Entonces, todo el uso/procesamiento/análisis del software queda en manos de cada equipo de investigación. El único requisito de conocimiento técnico es que al menos una persona del grupo de investigación sepa sobre Linux, algo estándar en los supercomputadores.

Escrito por Maritza Uribe

 

Informática fortalece su planta académica con la llegada de nuevos profesores.

Instituto de Informática fortalece su planta académica con la llegada de nuevos integrantes.

Nuevos académico y académica se integraron al Instituto de Informática de la Universidad Austral de Chile, fortaleciendo el cuerpo docente de esa unidad que dicta asignaturas a la carrera de Ingeniería Civil en Informática de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería.

Valeria Henríquez y Luis Veas esperan aportar sus conocimientos y competencias en la formación de ingenieros e ingenieras en informática que sean capaces de atender las exigencias del mercado actual. Para ello cuentan con una vasta experiencia en el sector privado, así como también en el ámbito de investigación.

Valeria Henríquez Norambuena es egresada de Ingeniería Civil en Informática UACh. Actualmente es Doctora en Software, Sistemas y Computación por la Universidad Politécnica de Madrid y posee un Magíster en Dirección de Marketing Directo y Digital con doble titulación en Universidad Diego Portales, Chile – Universitat Pompeu Fabra, España.

Durante siete años se desempeñó en una empresa que presta servicios a entidades financieras y de retail en Santiago en el área de calidad de software, primero como ingeniero de software y líder de equipo, y luego como gerente de producto. Posteriormente decidió dar un giro hacia la carrera académica y desde entonces ha participado en equipos de proyectos de I+D+ i y ha dictado clases en cursos específicos en el Instituto de Informática UACh.

“Mi postulación al cargo académico en la UACh se sustenta en por varias razones. En primer lugar, la UACh es mi alma mater y representa un lugar muy especial para mí. Contribuir a formar a otros ingenieros e ingenieras desde el sur de Chile es algo que me apasiona, y por eso me siento muy motivada de poder hacerlo en una institución que conozco y valoro tanto.

Además, después de vivir fuera del país por un largo tiempo, estoy emocionada de regresar a Valdivia y trabajar con académicos de un gran nivel profesional y humano”

“Creo que la UACh es una institución de gran prestigio, con un fuerte compromiso con la investigación y la educación de calidad, y me siento muy honrada de poder ser parte de ella y aportar mi experiencia y conocimientos” recalca la académica.

Luis Veas Castillo es Analista Computacional Científico y Licenciado en Ciencias de la Computación de la USACH; Doctor en Ciencias de la Ingeniería, mención Informática. Posee dos magísteres uno de ellos en Ingeniería Informática y el otro en Ciencias de la Ingeniería, mención Informática de la misma casa de estudios.

Trabajó durante 10 años en la industria desempeñando diferentes perfiles informáticos desde desarrollador hasta jefe de proyecto. Se ha desempeñado en el ámbito informático en diversos rubros desde universidades, bancos, cajas de compensación, siendo su último trabajo en IBM.  Mientras cursó estudios de doctorado entre 2017 y 2022 desarrolló labores de investigación vinculadas a su tesis doctoral en el centro de I+D+i CITIAPS de la Universidad de Santiago (USACH); tiempo que le permitió además colaborar en la formación de ingenieros que se encontraban en sus últimos años de estudios. También, participó en colaboraciones de investigación entre CITIAPS y CeBiB, centro de investigación de la Universidad de Chile.

Acerca de su motivación para postular al cargo académico en la UACh, el profesional dijo que “creo que es una de las mejores universidades del país, está ubicada en una ciudad muy agradable y brinda grandes posibilidades. Además, realizan investigaciones muy interesantes, sobre las cuales veo buenas posibilidades de aportar desde mi experiencia profesional en la industria e investigador.  

En el ámbito académico Valeria Henríquez imparte las asignaturas de INFO 290 Métodos Y Modelos de Ingeniería de Software del 9º semestre y el próximo semestre impartirá INFO264 Taller Ingeniería de Software del 8º semestre.

Por su parte, Luis Veas colabora en la asignatura Bases de Datos (INFO133) del 5° semestre y dicta Sistemas Distribuidos (INFO288) del 9° semestre y el segundo semestre impartirá la asignatura Sistemas Operativos (Código INFO198) del 6° semestre.

INVESTIGACIÓN

En el ámbito de investigación, la Dra. Henríquez señala que se ha enfocado en dos principales áreas, la ingeniería de software y la tecnología y datos como potenciadores de la educación. En el área de ingeniería de software, se ha enfocado en la implementación de métodos ágiles a nivel organizacional en empresas de desarrollo de software, con el objetivo de mejorar su desempeño. Esto incluye la adopción de modelos de mejora continua, la implementación de prácticas de calidad de software y la gestión de proyectos de software de manera ágil.

Respecto a la segunda área, su foco ha sido el fortalecimiento de las capacidades para el uso de Analíticas de Aprendizaje en la educación superior, con el objetivo de mejorar la calidad y la efectividad de la enseñanza. Además, ha trabajado en la implementación de metodologías combinadas para la enseñanza de materias STEM, enfocadas en atender a la diversidad de los estudiantes en enseñanza primaria y secundaria.

“Creo que estas áreas son fundamentales para el desarrollo de la sociedad en la era digital en la que vivimos, y creo que mi investigación puede tener un impacto significativo en la mejora de los procesos de desarrollo de software y en la mejora de la calidad de la educación” precisa.

Acerca de sus proyecciones tanto como académica e investigadora señala que “mi objetivo es proporcionar una educación moderna y centrada en el estudiante, que aborde contenidos actualizados y vinculados al quehacer laboral de los ingenieros civiles en informática, cuya relevancia es cada vez mayor en nuestra sociedad. En segundo lugar, me gustaría colaborar con otros académicos y estudiantes para desarrollar proyectos interdisciplinarios que aborden problemáticas actuales en nuestra sociedad, desde una perspectiva crítica y propositiva. Creo que nuestra universidad cuenta con un gran potencial para ser un espacio de innovación y colaboración, y me gustaría contribuir a ello desde mi área de conocimiento.”

Por su parte, el Dr. Luis Veas señala que sus áreas de investigación están enfocadas en Simulación Computacional, Computación Paralela y Distribuidos, Base de Datos y Sistema Basado en la Web.

Acerca de su proyección académica en Informática UACh resalta que desde el ámbito académico “espero aportar en la formación de nuevos profesionales, que cumplan con los perfiles dictados por la universidad y que cumplan con los cambiantes requisitos de la industria actual. Desde el punto de vista de la investigación, espero seguir mis temas de investigación,  postulando a fondos concursables con proyectos de I+D+i aplicada, colaboraciones con la industria, establecer y reforzar los vínculos de colaboración con colegas de esta y otras universidades, con tal de dar soluciones útiles a problemas existentes”.