Fundación Ciencia para la Vida

La Fundación Ciencia para la Vida adoptó la plataforma de HPC de Microsoft y logró incrementar su capacidad de procesamiento en investigaciones de alto impacto para el desarrollo científico del país.

La implementación de una plataforma de High Performance Computing (HPC) de Microsoft con Windows Server y Compute Cluster Pack 2003 le permitió a la Fundación mejorar los tiempos de cálculo y procesamiento de la información así como aumentar la capacidad para realizar desarrollo de innovaciones industriales.

Situación

Fundación Ciencia para la Vida es una organización sin fines de lucro creada en 1997 para promocionar la adopción y uso de innovación científica. Actúa como interfaz entre los centros de investigación, sectores académicos y centros productivos, colaborando además con iniciativas tanto del sector público como la industria, para avanzar en el conocimiento y sus aplicaciones. Desde sus inicios se ha concentrado en desarrollar valor mediante productos y tecnologías al servicio de la industria de exportación chilena, construir capacidades en colaboración con programas de doctorado en Chile y desplegar redes junto a centros de investigación de excelencia tanto locales como internacionales.

"Existe un acuerdo de cooperación e intercambio de resultados tecnológicos y biológicos con Microsoft, y esperamos seguir colaborando y participando conjuntamente en la generación de conocimiento". Pablo Valenzuela Director, Fundación Ciencia para la Vida

Su director, Pablo Valenzuela, explica que "la misión de Fundación Ciencia para la Vida es posicionarse con liderazgo en el área de biotecnología y la investigación genética, generando en los últimos cinco años 26 patentes y 52 publicaciones afines con un alto impacto económico". Sus instalaciones se encuentran situadas al interior del Parque Tecnológico, lugar donde la Fundación se encarga de nuclear distintas organizaciones que allí comparten actividades de investigación y difusión de la ciencia hacia la industria.

Son variados los ámbitos industriales y científicos en Chile donde las instituciones conectadas a Fundación Ciencia para la Vida despliegan sus investigaciones: secuenciación de patógenos del salmón, caracterización genómica de agentes involucrados en marea roja y sus toxinas, identificación, aislación y caracterización de virus que afectan a la industria vitivinícola, caracterización de la resistencia a bajas temperaturas del pino y el eucalipto utilizados en la industria del papel, secuenciación a gran escala y estudio s genómico de bacterias pertenecientes al consorcios de biolixiviación del cobre, etc. Algunas de estas investigaciones han logrado reducir pérdidas superiores a los cien millones de dólares por año, produciendo así una vinculación estrecha entre ciencia e industria, la cual es además fomentada por el trabajo conjunto de Fundación Ciencia para la Vida con empresas nacionales y universidades internacionales.

Los requerimientos de procesamiento y almacenamiento de información para estas investigaciones son enormes. David Holmes, director del Centro para Bioinformática y Biología Genómica (CBBG), comenta que "previo a la donación de equipos y software por parte de Microsoft que componen la HPC -o Computadora de Alto Poder por sus siglas en inglés High Performance Computing-, los lazos de Fundación Ciencia para la Vida con otros centros de investigación permitían conseguir unidades de procesamiento prestadas de otras universidades. Si bien esta práctica es común en el ambiente, ahora con nuestra capacidad de procesamiento de información lo que antes nos podía tomar años, lo podemos realizar en semanas".

Solución

Gustavo Rivera, administrador de sistemas de Centro para Bioinformática y Biología Genómica, explica que el módulo HPC trabaja con 68 procesadores AMD Dual Core Opteron 64 que funcionan alineados o en clúster a dos procesadores AMD Opteron que conforman el nodo central de la unidad. Además, cada nodo en paralelo se apoya sobre cuatro gigas de memoria mientras que el nodo central lo hace sobre ocho. A ello se suman dos discos duros de 100 gigas y un ARRAY de un Terabyte RAID 5, dos redes gigabit y una red de tecnología Microsoft denominada MPI o Infiniband, que alcanza trasmisiones de 10 gigas.

Windows Server 2003 y Microsoft Compute Server Cluster Pack conforman la plataforma que maneja la integración de procesamiento de la HPC. Estos programas permiten administrar la estructura en paralelo o de clúster de la máquina, lo cual hace posible repartir la carga de procesamiento, es decir, suma la capacidad de todos elementos de la HPC y disminuir los tiempos de cálculo. Gustavo Rivera explica que "el software de Microsoft potencia el balanceo de cargas y evita el round robin o funcionamiento independiente de cada procesador. Nos permite visualizar y controlar cada uno de los nodos, incluso haciéndolos trabajar en grupos separados para que realicen tareas distintas y la máquina colabore simultáneamente en varias investigaciones".

"Previo a la donación de equipos y software por parte de Microsoft que componen la unidad de Computación de Alto Poder (High Performance Computing), debíamos utilizar recursos de otros centros de investigación. Ahora con nuestra capacidad de procesamiento de información, lo que antes podía tomarnos años lo realizamos en semanas." David Holmes Director del Centro para Bioinformática y Biología Genómica (CBBG).

David Holmes, director del Centro para Bioinformática y Biología Genómica, resalta la importancia de la capacidad de procesamiento en la investigación científica. "Mediante la HPC puedes crear mapas genómicos de manera más rápida, pues si trabajas de forma independiente un gen, obtienes un conocimiento desarticulado de aquello que ocurre biológicamente en el proceso de interés. Ahora que hemos agilizado el trabajo convencional, podemos hacer preguntas que antes no nos hubiésemos hecho".

Por otra parte, la HPC se encuentra conectada -gracias a Microsoft- con otros centros de investigación a través de REUNA a nivel nacional, la red CLARA a nivel latinoamericano y ELLA a nivel global. "Gracias a la utilización de esta tecnología puedo generar una cantidad enorme de datos, muchísimos más de los que requiero para mi investigación específica, los cuales pueden ser aprovechados por otros investigadores. Esa es la ventaja de encontrarnos conectados y realizar e-Science; de la misma forma espero encontrar datos y resultados de otros centros de investigaciones que sean relevantes para mí", comenta uno de los estudiantes de doctorados del Centro para Bioinformática y Biología Genómica.

Beneficios

David Holmes destaca que esta plataforma tecnológica estable e independiente de terceros, ha generado una profunda colaboración entre Microsoft y Fundación Ciencia para la Vida. "Es uno de los primeros casos de implementación en Latinoamérica de computadores de alto poder en el ambiente científico y académico, lo cual genera altas expectativas a nivel nacional e internacional". Gustavo Rivera agrega que "hay usuarios que desarrollan aplicaciones en .NET para aprovechar las capacidades de la HPC, a escala internacional existen investigadores que postulan para venir a trabajar a la Fundación y desde la Universidad de Cornell envían software para ser probado en la máquina. Es un hecho importante que las universidades se han percatado de que estos recursos se encuentran también al servicio de la ciencia".

Microsoft apoya económicamente a estudiantes del Centro para Bioinformática y Biología Genómica e investigadores de Microsoft han pedido a la institución que prueben diferentes algoritmos. "Existe un acuerdo de cooperación e intercambio de resultados tecnológicos y biológicos y esperamos seguir colaborando y participando conjuntamente en la generación de conocimiento", concluye Pablo Valenzuela. .