WORKSHOP “Hardware e algoritmos: A conexión necesaria para a construción de computadores dedicados eficientes”
A semana pasada, BIFI acolleu a celebración dun workshop no marco da rede de investigación “DEDOSS. Exploración de computadores dedicados para escenarios científicos abertos” financiada por MICIU/AEI /10.13039/501100011033. O workshop tivo lugar no Instituto de Biocomputación e Física de Sistemas Complexos (BIFI) da Universidade de Zaragoza durante os días 12 e 13 de xuño de 2025, coa participación de investigadores da Universidade de Estremadura, Universidade Complutense de Madrid, Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), Universidade de Sevilla / IMSE e Universidade de Zaragoza.
A utilización de computadores deseñados de forma específica para unha tarefa concreta pode incrementar en varias ordes de magnitude tanto a velocidade de cálculo como a eficiencia enerxética dun sistema de cómputo, pero isto require un importante traballo tanto de deseño da propia máquina como de programación e optimización. Neste workshop púxose de manifesto a importancia desta conexión entre hardware e algoritmos para obter computadores realmente eficientes.
Por mor deste proxecto de redes de investigación, na convocatoria da AEI de Equipamento Científico Técnico 2024 solicitouse financiamento para un computador dedicado, optimizado para a computación científica, baseado en tarxetas FPGA de última xeración que permitirá tanto desenvolver novos algoritmos optimizados a nivel hardware como explotalos nun abanico de aplicacións, atractivas para unha ampla comunidade de usuarios. Obtívose un importe próximo aos 200.000€ e neste workshop afináronse as características técnicas que terá este computador dedicado e cuxo prego de licitación está a piques de ser publicado.
Discutiuse sobre as ferramentas máis actualizadas para a programación de FPGA en contornas como Vitis e a versatilidade que estes ofrecen aos usuarios, presentando códigos deseñados por algúns dos participantes para a simulación de sistemas de espines, que poden ser extrapolados a outras aplicacións.
Outro dos temas tratados foi a utilidade das máquinas de Boltzmann, redes neuronais con características propicias para ser implementadas en computadores dedicados e con aplicacións tan diversas como a detección de patróns, o tratamento de imaxe, a xenómica ou a emulación cuántica.
Presentouse como se realiza o deseño e integración dun ASIC (circuíto integrado de aplicación específica) e as diferentes posibilidades de integración dentro do consorcio europeo Europractice. A opción de integración nun ASIC ao ser deseñado especificamente para realizar operacións e funcións de maneira eficiente ofrece mellor rendemento e menor consumo enerxético. Con todo conleva un alto custo económico e un risco potencial asociado ao seu non reprogramabilidad con respecto ás FPGAs.
Finalmente, presentáronse alternativas algorítmicas para a redución do uso de números aleatorios, cuxa xeración representa un elevado custo de cómputo na maioría dos algoritmos de simulación numérica.
O workshop resultou por tanto de gran interese científico e supón un punto e seguido nas colaboracións mantidas a través da rede de investigación DEDOSS.
