El cerebro humano contiene alrededor de 86.000 millones de neuronas que forman billones de puntos de contacto. La obtención de imágenes de un cerebro completo a resoluciones celulares produce datos en el rango de varios petabytes. La microscopía electrónica de todo el cerebro equivaldría a más de un exabyte de datos.
Comprender el cerebro en toda su complejidad requiere conocimientos de múltiples escalas, desde la genómica, las células y las sinapsis hasta el nivel de todo el órgano. Esto significa trabajar con grandes cantidades de datos, y la supercomputación se está convirtiendo en una herramienta indispensable para conseguirlo.
Human Brain Project
Los nuevos avances en neurociencia exigen tecnología informática de alto rendimiento y, en última instancia, necesitarán potencia informática a exaescala, tal y como refieren en el último número de Science la científica del cerebro Katrin Amunts y el experto en supercomputación Thomas Lippert.
En Europa, el desafío de los macrodatos de la neurociencia es abordado por la infraestructura de investigación EBRAINS del Proyecto Cerebro Humano, que proporciona una gama de herramientas, datos y servicios informáticos a los investigadores del cerebro. Esto incluye el acceso a sistemas de supercomputación a través de la infraestructura federada de Fenix, que ha sido establecida por los principales centros de supercomputación de Europa como parte del Proyecto Cerebro Humano y servirá a comunidades más allá de la investigación del cerebro.
En los próximos cinco años, Europa tiene como objetivo desplegar sus dos primeros superordenadores de exaescala. Serán adquiridos por la Empresa Común Europea de Computación de Alto Rendimiento (EuroHPC JU), una iniciativa conjunta entre la UE, países europeos y socios privados. La computación a exaescala hace referencia a los sistemas de computación capaces de realizar un mínimo de 1 exaflop (10 elevado a la 18) u operaciones de coma flotante por segundo. Dicha capacidad representa una mejora mil veces superior al primer equipo de petaescala que entró en funcionamiento en 2008.
Los estudios demuestran que estos sistemas son 1000 veces más rápidos que los sistemas HPC actuales, de forma que pueden realizar un trillón de cálculos por segundo. Es decir, la exaescala proporcionará un aumento muy notable de la potencia informática. La potencia de cálculo de la exaescala también permitirá, según los investigadores, explorar nuevos proyectos en campos como las simulaciones cosmológicas, descubrir nuevos fármacos o materiales para la creación de células solares orgánicas más eficientes.
Una vez finalizado el proyecto, Aurora se convertirá en el primer supercomputador capaz de realizar cálculos de al menos un exaflops o un quintillón (es decir, 1.000.000.000.000.000.000) por segundo. Llegará eventualmente a lo largo del año 2022.