Entrevista a Roberto Bevilacqua – CNEA

–Hace algún tiempo les comentamos que íbamos a comenzar con una serie de entrevistas a investigadores y usuarios de HPC, independientemente de la que les hacemos a las personas de la industria, bueno el momento llegó y largamos esta serie con un Amigo y “viejo” lobo de mar en estas artes. El resto empiece a prepararse que ya los vamos a estar contactando. Por lo menos nuestra idea es ir conociéndonos un poco mas, que es uno de los objetivos primarios por los que creamos este espacio.–

-Se podría presentar?

Soy Roberto Bevilacqua ,  Computador Científico, (FCEN-UBA, 1975) y Licenciado en Ciencias de la Computación (FCEN-UBA, 1985). Desde 1976 trabajo en la Comisión Nacional de Energía Atómica, donde soy Jefe del Departamento de Computación de Alta Prestación de la Gerencia de Tecnología de la Información y de las Comunicaciones, trabajando en temas de Computación de Alto Rendimiento (HPC), de Almacenamiento de Grandes Volúmenes de Información (Cluster Storage) y redes de Baja Latencia. Soy docente universitario (FCEN-UBA, 1976), Profesor Adjunto Regular (FCEN-UBA,1986), Profesor Asociado Interino (FCEN-UBA,1993) y Profesor Asociado Regular (FCEN-UBA,2006) (actualmente con licencia académica). Fuí Director Adjunto Interino del Departamento de Computación (FCEN-UBA, 1990-1993) . Profesor Asociado Interino (ECyT-UNSAM, 1995-1998) y Ordinario (ECyT-UNSAM, 1999). Desempeñándome como Coordinador de Informática (1995) y Director del Área Informática (2010).He  sido y soy miembro del Comité de Programa de varios encuentros de su especialidad, CACIC, JAIIO-SADIO-HPC, HPCLatAm. y soy miembro del Consejo Asesor del Sistema Nacional de Computación de Alto Desempeño, de la Secretaría de Articulación Científico Tecnológica, dependiente del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.

-Nos podría contar su historia con la supercomputacion?

En sus inicios, el Centro de Cómputos (CC) de la CNEA contaba con una computadora IBM 370 modelo 158 U35 con 1MB de memoria RAM (más adelante se alcanzó una capacidad de 3 MB) y discos IBM 3350 de 300 MB c/u, llegándose en 1985 a tener una capacidad de 4,2GB en disco. Su capacidad de procesamiento era de 1 MIPS (Mega Instrucciones Por Segundo) y su sistema operativo fue el VM/370 (Virtual Machine), contando con 20 terminales IBM 3277 dependientes funcionalmente del procesador central (que más tarde se los identificó vulgarmente como monitores bobos).
En su momento de apogeo el CC dispuso de 250 terminales de trabajo en línea, conectadas en su mayoría en forma remota mediante un controlador de comunicaciones IBM 3705 que empleaba 22 líneas punto a punto (una conexión directa entre dos puntos sin capacidad de switcheo) y operaba bajo un protocolo BSC (Binario Sincrónico con Corrección), y a partir del cual se armó un entorno de Teleproceso o procesamiento a distancia: o sea, no había procesamiento local, ya que todo era resuelto por el computador central. Estas terminales podían realizar una serie de actividades valiéndose de la ayuda de un procesador externo denominado Unidad de Control y sin la intervención del procesador central, a saber: manejo completo de pantalla, refrescos y eco. Para el momento, este equipamiento (hardware IBM 370 y sistema operativo VM/370), implicaba un importante avance tecnológico, pues su combinación de hardware y software permitía la utilización de lo que se conoció como paradigma de memoria virtual, consistente en simular mayores espacios de memoria y múltiples espacios de direcciones (o sea hacerle creer a los procesos/programas que la memoria central era mucho más grande que la que realmente se disponía) y en la utilización fuerte de la multitarea o multiprogramación. Asimismo, y por primera vez en el país, fue empleado el término máquina virtual (mención que aún hoy perdura) que concibe el uso simultáneo de sistemas operativos diferentes en un mismo equipo físico. Así, al coexistir varias máquinas virtuales en un mismo aparato concreto, se comenzaron a utilizar los CMS (Conversational Monitorin Systems) que contenían una alta calidad de lenguaje interactivo y de compiladores, además de un excelente intérprete, el EXEC (más tarde conocido como REXX), para generar prototipos en forma rápida (prototipación) que favorezcan el control de entornos, funciones similares a las que cumplen los scripts y awk de las actuales versiones de UNIX. Todo esto controlado por medio de un soporte software de comunicación al hardware llamado Control Program (CP), que actualmente sería conocido como un Microkernel.

Otras Virtual Machine operaban con un sistema operativo denominado OS/VS1, el cual contenía aplicaciones de tipo batch o en lote, junto a otras aplicaciones transaccionales como el CICS (Conversational Informatiom Customer System) y bases de datos como ADABAS (de software AG) que ya era multithreading. Esta conjunción de máquina y software eficaz permitió que un grupo considerable de científicos, técnicos y administrativos se beneficiaran por la tecnología de la computación. Este tipo de elementos electrónicos pertenecen a un conjunto de invenciones muy avanzadas para la época. Debemos recordar que para esos momentos, más precisamente entre los años 1965 y 1974, se producía la tercera generación de computadoras. Ya a mediados de los años sesenta se logró la invención del circuito integrado (encapsulado de material semiconductor que contiene diminutos circuitos electrónicos), y hacia fines de esa década IBM anunciaba la construcción de computadoras compuestas por este tipo de circuitos: la serie 360.

Por su parte y en lo que atañe al Centro de Cómputos, la documentación de operaciones y los registros de inventarios informan que en 1982 existían más de 250 usuarios en línea, generándose la saturación del sistema. Esto motivó a que se adicionara a la IBM /370 una BASF (HITACHI) 7/68 con memoria de 8MB de RAM. Más tarde se transforma en una HITACHI 7/69, con lo que se alcanzan los 3 MIPS de rendimiento, y hacia principios de los años 90 se reemplaza la IBM /370 por una HITCHI 7/77, con lo cual se alcanzan los 8 MIPS de rendimiento en total. A fines de 1989, y luego de varios años de trabajo ininterrumpido bajo modalidad independiente, se instaló el software de conexión RSCS (Remote Spool Communications Subsystem) y el PVM (Passthrough Virual Machine): el primero de los cuales efectuaba la transferencia de archivos entre máquinas, mientras que el segundo permitía un login remoto y el trabajo en forma interactiva en cualquiera de las dos máquinas y desde cualquier terminal de usuario. Con el incipiente comienzo de sistemas UNIX en la CNEA (años 1993/4), este mismo software pudo establecer comunicación entre mainframes y los sistemas UNIX; además, por medio de una placa especial de comunicación (CLAW) que se instalaba en uno de los sistemas UNIX fue posible transferir archivos y acceder a los sistemas en forma interactiva y bidireccional entre este sistema y los propios del mainframe. Lo interesante de esta comunicación fue que los sistemas UNIX identificaban a la placa CLAW como una placa-tarjeta de comunicaciones, mientras que los mainframes la interpretaban como una de unidad de control. Tal condición permitió que el Ing. Andrés Alonso y yo  (años 1993/4) pudiéramos diseñar e implementar el primer bridge entre BITNet y UUCP (ver más adelante) de la Argentina, aunque probado durante un largo periodo, nunca pudo ser puesto en operación.

Desde el año 1987 de instaló un servicio gráfico de alta resolución, con monitores vectoriales Tektronix de 20″ y ploters (trazadores de inyección de tinta que imprimen en forma lineal) de gran tamaño. La alta calidad del servicio tecnológico ofrecido por el CCC repercutió en un vertiginoso aumento de su demanda, a punto tal que muchas veces se cubrían necesidades tecnológicas que paulatinamente se implementarían en el ámbito de la informática, siendo el Lic. Héctor Schilman el abanderado de estas aplicaciones. Gracias a una conferencia sobre BITNet (Because Is Time to Net, contemporánea de la comunicación UNIX to UNIX protocol), que se desarrolló en el edificio TANDAR del Centro Atómico Constituyentes, técnicos y administradores de sistemas del CCC se percataron que estaban utilizando BITNet sin saberlo, y en forma autista. Esto despertó un fuerte interés en la comunidad científica, en particular a quienes habían pasado temporadas en el exterior y ya habían utilizado este paradigma de comunicación en otros países. BITNet consistía básicamente en el envío y recepción de correo (al presente e-mails), y en el uso de mensajes en línea (hoy en día chat). Frente a esta experiencia se solicitó a la Dra. Emma Pérez Ferreira (Presidente de la Institución) la autorización correspondiente para efectuar una secuencia de comunicaciones nocturnas -por línea telefónica desde su despacho y con acceso vía enlace de radio entre Sede y CAC- con la Universidad de Santiago de Chile, inaugurándose así la conexión BITNet, antecesora de Internet. Este servicio se mantuvo en actividad hasta el año 1992, ofreciendo el servicio de comunicación internacional a la Universidad Nacional de La Plata (por su intermedio también a la Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires), a la Universidad Tecnológica Nacional, al Centro de Tecnología de Comunicación y Sistemas (CTCS-UBA) y a la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de la República Oriental del Uruguay.

Años más tarde (1995) comienza a estudiarse la posibilidad de incorporar un servidor numérico de alta capacidad, hecho que se concreta gracias a la intervención conjunta del Dr. Audero y del Dr. Pochettino. Tras la instalación del software correspondiente se inician las aperturas de cuentas de usuarios (abril de 1997). Este servidor es un equipamiento SUN Enterprise 6000 de 16 procesadores RISC de 160 MHz (de frecuencia de procesador de tecnología RISC), con un rendimiento de 5 MFLOPS (Mega instrucciones de Punto Flotante Por Segundo – Mega FLOating Point per Second), 8GB de memoria RAM y 40 GB en discos SCSI y un robot automatizado para realizar los back-ups (copias de seguridad de información) llamado FENIX; en 2002 se le adiciona un servidor NFS de 80 GB en disco.

Debido a la capacidad de procesamiento de este equipo multiprocesador, y en particular al gran tamaño (en esos tiempos) de la memoria RAM, muchos investigadores de CNEA pudieron desarrollar, probar y utilizar sus modelos computacionales, sin encontrarse frente a la necesidad de recurrir a soporte informático vía remota al exterior, o incluso de trasladarse al exterior para encontrar recursos y equipamientos similares: lo que significó un salto cuantitativo y cualitativo en el campo de la computación. Entendemos que este hito es el que permitió a CNEA, luego, a partir de 2003, comenzar a diseñar otro salto informático, el de la supercomputación.

En torno a los clusters, tema muchas veces discutido, evaluado e incluso avalado por varias pruebas realizadas con máquinas pequeñas, puede decirse que este periodo casi tiene fecha de comienzo cuando el Grupo de Sistemas Operativos (Roberto Bevilacqua; Andrés Alonso y Gastón Aguilera) presenta la ponencia Proyecto de Cluster en el Taller de Materiales Avanzados del Centro Atómico Constituyentes – CNEA (MACAC, 15 y 16 de mayo de 2003). A partir de ese momento varios investigadores se contactan con el Grupo y finalmente se recibe el ofrecimiento de presentarse al PME2003 con la dirección del Dr. Pablo Fainstein y la codirección de la Dra. Ana María Llois. Con el entusiasmo del Lic. Guillermo Vallone, actual Gerente de la GTIC, se logra concretar el proyecto del cluster Sheldon en 2007 -nombre seleccionado en homenaje al personaje de la sagaFundación, de Isaac Asimov-, el cual alcanza un rendimiento operativo promedio de 290 GFLOPS (no homologado).

 Un poco más tarde, y bajo la dirección de la Dra. Llois, se  accede al PME2006, lo cual permite que a partir del 29 de septiembre de 2010 se puedan ofrecer los servicios de ISAAC (Information Systems And Advanced Computing), esta vez en referencia directa tanto a Newton y a Asimov, y cuyo rendimiento pico es de 5,5 TFLOPS (no homologado).

  -Y  hoy que esta haciendo?

 El DCAP tiene tres Programas troncales que son el de HPC, el de Servicios de Datos y Aplicaciones (Data-Storage, Data-Grid, Cloud Computing) y el de Comunicación Avanzada (Redes de Baja Latencia , Redes Avanzadas, Redes Ad-Hoc).
Actualmente, y dado que la infraestructura es muy importante para avanzar este tipo de tecnología, se encuentra en marcha una importante licitación sobre equipamiento de Refrigeración para HPC, cuya característica principal es la de no enfriar ambiente, sino controlar la temperatura en forma directa sobre los equipos, y cuya característica principal es que éste está dimensionado para poder refrigerar 3 veces más que los equipos actuales.

Los diseños y especificaciones (en borrador) para la incorporación de equipamiento nuevo y más moderno, que  permita aumentar la capacidad de cálculo en un orden de magnitud, también están esbozados con tecnología de principios de este año… y hago la advertencia de “borrador y fecha”, pues al momento de disponer de los recursos necesarios, es siempre imprescindible una reactualización de los mismo

Además estamos dando importantes pasos para incorporar conocimiento en el desarrollo de modelos cada vez más eficientes para la simulación de varios problemas de la física y la ingeniería.

-Cual es su visión sobre el futuro del HPC  a nivel nacional y regional?

La importancia de este tema ya se nota por la inclusión de los mismos en el Plan Estratégico de CNEA 2010-2019. Desde la GTIC, en concordancia con el mismo, se ha creado el Departamento de Computación de Alta Prestación (DCAP), de reciente creación, en de mayo 2011.

Además, debe destacarse que el interés de esta clase de equipamiento no sólo es propio de la CNEA, sino también alcanza a niveles del gobierno nacional, y eso queda demostrado en la creación del Sistema Nacional de Computación de Alto Desempeño, proyecto dependiente de la Secretaría de Articulación Científico Tecnológica del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva. Allí, en el Consejo Consultor, la CNEA está representada, y los objetivos que persigue este proyecto giran en torno a la comunicación y cooperación de Centros Nacionales como el de la DCAP-GTIC-CNEA y a la incorporación de un equipo de proporciones importantes a nivel nacional, para todo el sistema científico tecnológico nacional.

Muchas Gracias!!!