LUSITANIA IV

Desde 2026, Extremadura cuenta con el supercomputador LUSITANIA IV, alojado en el Centro Extremeño de Investigación, Innovación Tecnológica y Supercomputación de Cáceres.

LUSITANIA IV amplía y moderniza significativamente los recursos de computación ofrecidos por la COMPUTAEX Foundation, proporcionando nuevas capacidades para computación de altas prestaciones, inteligencia artificial, análisis masivo de datos, simulación científica, servicios cloud y experimentación con tecnologías de computación cuántica.

Además, se dispone de redes diferenciadas para cálculo, transferencia de datos, almacenamiento, gestión y administración fuera de banda. Su arquitectura facilita la gestión coordinada de los recursos y está preparada para incorporar progresivamente nuevas capacidades de computación.

Estos recursos se ponen a disposición de investigadores, universidades, centros tecnológicos, administraciones públicas, empresas y demás usuarios que necesiten abordar proyectos con elevados requisitos de procesamiento, almacenamiento, comunicación o experimentación.

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A continuación se detallan las principales características de LUSITANIA IV:

Nuevo clúster de memoria distribuida

El nuevo clúster de computación de LUSITANIA IV está compuesto por:

• 10 servidores Fujitsu PRIMERGY RX2530 M8 destinados a computación de altas prestaciones.
• 2 procesadores Intel Xeon 6760P por nodo.
• 64 núcleos físicos por procesador.
• 128 núcleos físicos por nodo.
• Un total de 20 procesadores y 1.280 núcleos físicos de procesamiento.
• Memoria RAM DDR5 de alta velocidad.
• Almacenamiento local basado en unidades NVMe.
• Conectividad InfiniBand NDR de hasta 400 Gb/s para la red de cálculo.
• Conectividad Ethernet de 25 Gb/s para servicios y transferencia de datos.
• Interfaces independientes para gestión y administración fuera de banda.
• Sistema operativo Rocky Linux 9.

La red InfiniBand NDR proporciona el ancho de banda y la baja latencia necesarios para la ejecución de aplicaciones científicas paralelas y para la comunicación intensiva entre los nodos.

Clúster de memoria distribuida procedente de MareNostrum 4

LUSITANIA IV incorpora también 144 nodos de cálculo procedentes de MareNostrum 4, que amplían considerablemente los recursos de supercomputación disponibles en COMPUTAEX.

Cada nodo cuenta con:

• 2 procesadores Intel Xeon Platinum 8160.
• 24 núcleos físicos por procesador.
• 48 núcleos físicos de procesamiento.
• 96 GB de memoria RAM.
• Interconexión de altas prestaciones mediante Intel Omni-Path.
• Acceso al sistema de almacenamiento compartido Lustre.

En conjunto, este clúster proporciona:

• 144 nodos de cálculo.
• 288 procesadores Intel Xeon Platinum 8160.
• 6.912 núcleos físicos.
• 13.824 GB de memoria RAM, equivalentes a 13,5 TiB.

La incorporación de estos nodos permite ampliar la capacidad disponible para simulaciones, aplicaciones paralelas y trabajos científicos que requieren un elevado número de núcleos de procesamiento.

Capacidad global de computación CPU

La combinación del nuevo clúster Fujitsu y de los nodos procedentes de MareNostrum 4 proporciona a LUSITANIA IV:

• 154 nodos de cálculo CPU.
• 308 procesadores.
• 8.192 núcleos físicos de procesamiento.
• Más de 13,5 TiB de memoria RAM, sin contabilizar la memoria del nuevo clúster Fujitsu.
• Redes de cálculo InfiniBand NDR e Intel Omni-Path.
• Acceso compartido al nuevo sistema de almacenamiento paralelo Lustre.

Emulador de computación cuántica

LUSITANIA IV incorpora un emulador de computación cuántica basado en 2 servidores Fujitsu PRIMEHPC FX700, destinado a la investigación, la formación y la experimentación con nuevos paradigmas de procesamiento.

Esta infraestructura permite diseñar, ejecutar y validar circuitos y algoritmos cuánticos mediante recursos clásicos especializados, sin necesidad de disponer de acceso directo a un computador cuántico físico.

Entre sus principales ámbitos de utilización se encuentran:

• Diseño y simulación de circuitos cuánticos.
• Desarrollo y validación de algoritmos cuánticos.
• Investigación en computación híbrida cuántico-clásica.
• Resolución experimental de problemas de optimización.
• Experimentación con aprendizaje automático cuántico.
• Evaluación de aplicaciones antes de su ejecución en computadores cuánticos reales.
• Formación de investigadores, estudiantes y profesionales en tecnologías cuánticas.

El emulador dispone de su propio nodo de gestión y se integra con la infraestructura de comunicaciones y con el sistema de almacenamiento paralelo Lustre de LUSITANIA IV.

Esta integración facilita el desarrollo de flujos de trabajo que combinan recursos de supercomputación clásica y herramientas de programación cuántica.

Clúster de cloud computing

LUSITANIA IV incluye una infraestructura hiperconvergente Lenovo destinada al despliegue de máquinas virtuales, servicios digitales, plataformas de investigación y entornos de experimentación.

La plataforma permite crear recursos virtuales adaptados a las necesidades de cada proyecto y complementa las capacidades de supercomputación proporcionadas por los clústeres de memoria distribuida.

Entre sus principales posibilidades se encuentran:

• Despliegue de máquinas virtuales.
• Virtualización de recursos de computación, memoria y almacenamiento.
• Creación de entornos aislados para proyectos de investigación.
• Alojamiento de servicios y aplicaciones.
• Procesamiento y análisis de datos.
• Desarrollo y validación de nuevas plataformas digitales.
• Despliegue de arquitecturas distribuidas.
• Integración con los servicios y redes de comunicaciones de COMPUTAEX.

La combinación de recursos HPC y cloud permite seleccionar el entorno de ejecución más adecuado para cada aplicación y desarrollar flujos de trabajo que utilicen ambos tipos de infraestructura.

Nodos de servicio y gestión

LUSITANIA IV dispone de 2 servidores Fujitsu PRIMERGY RX2530 M8 destinados a la administración del nuevo clúster y a la prestación de los servicios necesarios para su funcionamiento.

Estos nodos permiten centralizar tareas como:

• Gestión y aprovisionamiento de los nuevos nodos de cálculo de LUSITANIA IV.
• Gestión y aprovisionamiento de los nodos procedentes de MareNostrum 4.
• Administración de usuarios y recursos.
• Prestación de servicios de acceso.
• Despliegue y mantenimiento de las imágenes de los sistemas.
• Supervisión del estado de la infraestructura.
• Gestión de las redes de cálculo, datos y administración.

El aprovisionamiento y la gestión del ciclo de vida de los nodos se realizan mediante Warewulf. La infraestructura utiliza Rocky Linux 9 como sistema operativo principal y permite mantener configuraciones diferenciadas para el nuevo clúster y para los nodos procedentes de MareNostrum 4.

El emulador de computación cuántica dispone de un nodo de gestión independiente.

Sistema de almacenamiento paralelo Lustre

LUSITANIA IV incorpora un nuevo sistema de almacenamiento paralelo basado en Lustre, diseñado para proporcionar almacenamiento compartido de altas prestaciones al nuevo clúster CPU, a los nodos procedentes de MareNostrum 4 y al emulador de computación cuántica.

La infraestructura dispone de 253,44 TB de capacidad bruta íntegramente basada en unidades SSD SAS, distribuidos entre el almacenamiento de datos y el almacenamiento de metadatos del sistema de archivos.

Su configuración se compone de:

• 2 BullSequana X430-E7 para los servicios OSS de Lustre, configurados en alta disponibilidad.
• Cada servidor OSS dispone de 2 procesadores Intel Xeon Gold 6530 de 32 núcleos, 512 GB de memoria RAM DDR5, conectividad InfiniBand de 400 Gb/s y una interfaz dual RoCE de 100 Gb/s.
• 2 BullSequana X430-E7 para los servicios MDS de Lustre, configurados en alta disponibilidad.
• Cada servidor MDS dispone de 2 procesadores Intel Xeon Gold 6530 de 32 núcleos, 256 GB de memoria RAM DDR5, conectividad InfiniBand de 400 Gb/s y una interfaz dual RoCE de 100 Gb/s.
• 3 cabinas Seagate Exos X 2U24 destinadas al almacenamiento de datos u objetos OST.
• Cada cabina OST incorpora 20 unidades SSD SAS de 3,84 TB, proporcionando 76,8 TB brutos por cabina y un total de 230,4 TB brutos para datos.
• 1 cabina Seagate Exos X 2U24 destinada al almacenamiento de metadatos MDT.
• La cabina MDT incorpora 12 unidades SSD SAS de 1,92 TB, proporcionando 23,04 TB brutos para metadatos.

Las cabinas cuentan con controladoras activa-activa, memoria caché protegida, fuentes de alimentación redundantes y componentes intercambiables en caliente. La configuración permite la migración automática en caso de fallo y admite diferentes niveles de protección RAID.

Cada cabina Seagate Exos X 2U24 puede proporcionar:

• Hasta 12 GB/s de rendimiento en lectura.
• Hasta 10 GB/s de rendimiento en escritura.
• Hasta 725.000 operaciones de entrada y salida por segundo en lectura aleatoria.

La conectividad del sistema incluye:

• InfiniBand de 400 Gb/s para su integración con la red de cálculo de altas prestaciones.
• Interfaces RoCE de 100 Gb/s.
• Red Ethernet de 100 Gb/s para almacenamiento y gestión.
• Red independiente de 1 Gb/s para administración fuera de banda.
• Interfaces SAS3 para la conexión de los servidores OSS y MDS con las cabinas de almacenamiento.
• Capacidad para servir el sistema de archivos Lustre simultáneamente a través de las redes Ethernet e InfiniBand.

La red Ethernet de almacenamiento utiliza un switch FS N8560-32C con 32 puertos de 40/100 GbE, una capacidad de conmutación de 6,4 Tb/s y fuentes de alimentación redundantes.

Esta arquitectura proporciona acceso concurrente desde los diferentes nodos de cálculo, alta disponibilidad de los servicios de datos y metadatos y capacidad de expansión para atender futuras necesidades de almacenamiento.

Software y entorno de trabajo

LUSITANIA IV proporciona un entorno orientado a la ejecución de aplicaciones científicas, técnicas, de análisis de datos y de inteligencia artificial.

La infraestructura ofrece:

• Sistema operativo Rocky Linux 9 para el nuevo clúster de computación.
• Aprovisionamiento y gestión de nodos mediante Warewulf.
• Herramientas para programación paralela.
• Compatibilidad con aplicaciones basadas en MPI y OpenMP.
• Compiladores y bibliotecas científicas.
• Entornos para análisis de datos e inteligencia artificial.
• Sistema de planificación y ejecución de trabajos.
• Acceso compartido al sistema de almacenamiento paralelo Lustre.
• Herramientas para experimentación con algoritmos cuánticos.
• Entornos virtualizados mediante la plataforma cloud.

El software disponible se adapta progresivamente a las necesidades de los proyectos y de los usuarios de la infraestructura.

Network topology

La conectividad de LUSITANIA IV con el exterior se realiza a través de la Red Científico-Tecnológica de Extremadura, que conecta las principales ciudades y centros tecnológicos de la región y se encuentra interconectada, a su vez, con RedIRIS y con la red europea GÉANT.

La infraestructura dispone de 2 switches core que centralizan las comunicaciones de los principales componentes de LUSITANIA IV. A estos switches se conectan:

• El nuevo clúster de computación de LUSITANIA IV.
• Los nodos de cálculo procedentes de MareNostrum 4.
• El emulador de computación cuántica.
• El sistema de almacenamiento paralelo Lustre.
• La infraestructura de cloud computing.

Los switches core se conectan con el sistema de seguridad perimetral de COMPUTAEX, encargado de proteger y controlar las comunicaciones con las redes externas.

Internamente, la infraestructura de servicios, cálculo y almacenamiento se articula mediante varias redes especializadas:

• Red de cálculo InfiniBand NDR de hasta 400 Gb/s para el nuevo clúster CPU.
• Red Intel Omni-Path para los nodos procedentes de MareNostrum 4.
• Red InfiniBand de 400 Gb/s para el acceso al almacenamiento Lustre.
• Red RoCE de 100 Gb/s para almacenamiento.
• Red Ethernet de 25 Gb/s para servicios y transferencia de datos.
• Red independiente para la gestión de los sistemas.
• Red dedicada a la administración fuera de banda.

La separación de estas redes permite adaptar cada una de ellas a las características de su tráfico, mejorar la seguridad y proporcionar el rendimiento necesario para la ejecución de aplicaciones distribuidas.

Infraestructura técnica

Los nuevos equipos de LUSITANIA IV se integran en la ampliación de las instalaciones técnicas del centro de datos de COMPUTAEX.

Los nodos de mayor densidad se alojan en un rack equipado con refrigeración mediante puerta trasera activa, diseñada para evacuar de manera eficiente el calor generado por los servidores.

La infraestructura dispone de:

• Sistemas de refrigeración de alta densidad.
• Distribución eléctrica mediante unidades PDU.
• Alimentación eléctrica protegida.
• Supervisión ambiental y energética.
• Monitorización de temperatura y humedad.
• Integración con los sistemas de climatización y alimentación ininterrumpida del centro de datos.

Esta ampliación permite aumentar la capacidad de computación manteniendo las condiciones de disponibilidad, eficiencia y seguridad necesarias para el funcionamiento de una infraestructura científica de altas prestaciones.

Fuentes de financiación