Cirrus: el nuevo sistema de supercomputación de AEMET

Por Raul Corredor Asenjo, Jefe de Servicio de Sistemas Informáticos de AEMET

Como ya se ha hecho público en diferentes medios, AEMET está actualmente renovando su sistema de supercomputación: en breve se apagará el sistema que nos ha acompañado en los últimos 6 años, Nimbus, para pasar a ejecutar los próximos 5 años toda nuestra producción de modelos numéricos, meteorológicos, de olas, climáticos y de calidad de aire en Cirrus, nuestro nuevo sistema.

En realidad, Cirrus se compone de dos superordenadores o clústeres, de ahí definirlo como “sistema”, compuesto cada uno de ellos por 8 armarios o racks para equipos.
Los centros de producción de los Servicios Meteorológicos Nacionales (SMN) necesitan la seguridad de disponer de los recursos necesarios para la ejecución de la cadena o suite operativa, 4, 8 o el número de veces que se estime necesario correr cada uno de los modelos que la componen: En nuestro caso, HARMONIE/AROME, MOCAGE y AEWAN por el momento, y muy pronto, ɣ-SREPS (nuestro sistema de predicción por conjuntos multi-modelo), y los que pudieran ir llegando.

Esta seguridad de tener recursos de cómputo disponibles en todo momento se alcanza en AEMET teniendo estos dos clústeres trabajando en paralelo, uno para la ejecución de la cadena operativa (producción) y otra para trabajos de investigación, desarrollo y pruebas de paso a producción. Si el clúster de producción no está disponible por un fallo o un mantenimiento planificado, la producción pasaría al clúster de desarrollo, paralizando las tareas de I+D hasta la vuelta a la normalidad.

Comparando a Nimbus con Cirrus

Se ha dado un salto importante en la tecnología que subyace en el sistema, pasando de elementos que fueron novedosos allá por 2013 a componentes de 2020:

Nimbus tiene un rendimiento teórico pico de 168 Tflops (168 billones españoles, de 12 ceros, de operaciones de coma flotante por segundo). Cirrus multiplicará en breve esa potencia teórica por 8, hasta los 1350 Tflops, incrementándola de nuevo en 2023 hasta los 1680 Tflops (10 veces el rendimiento pico de Nimbus).

Respecto del almacenamiento, los usuarios pasarán de disponer de 360 TB de almacenamiento a más de 4 PB (~4000 TB), siendo accesible mucho más rápidamente, al pasar el ancho de banda acumulado ,de los 8 GBps en nimbus a los 100 GBps de Cirrus en los almacenamientos destinados a producción.

En la siguiente tabla se puede comparar numéricamente cada tipo de recurso:

Respecto al consumo energético, los componentes del nuevo sistema son también mucho más eficientes en este aspecto: mientras que el sistema Nimbus consume unos 460 Watios de potencia para ejecutar 1 billón de operaciones en un segundo, Cirrus se estima que consumirá casi la mitad en su primera fase, unos 235, y se espera que en la segunda fase (segunda mitad de 2023) estos números bajen por debajo de los 200 Watios/Tflop por segundo.

A esta mejora contribuye el nuevo sistema de refrigeración basado en puertas refrigerantes: colocadas en la espalda de cada rack, recogen el calor disipado en una batería de celdas con líquido que se convierte a gas al recibir el calor. Este gas se enfría en las condensadoras ubicadas en la terraza del edificio y vuelve a la puerta refrigerante convertido en líquido.

Cirrus (clúster para producción)

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió ya en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
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