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Computación de Altas Prestaciones y Cloud para Aplicaciones de Alto Interés

Computación de Altas Prestaciones y Cloud para Aplicaciones de Alto Interés

En este proyecto se proponen soluciones hardware y software asociadas a la computación de altas prestaciones que permitan dar respuesta a la ejecución eficiente y segura de aplicaciones que suponen un reto por su complejidad y por su demandada por sectores prioritarios en la estrategia de investigación y  transferencia a nivel europeo. Se propone el desarrollo de soluciones asociadas a arquitecturas many y multicore y a sistemas basados en aceleradores como GPUs o FPGAs. Se presentarán también soluciones centradas en sistemas Cloud, cuya utilización se está intensificando por la popularidad de la Internet de las Cosas (IoT) y de modelos como el Fog Computing. Los objetivos se centran en dos líneas básicas: computación masiva para aplicaciones que suponen un desafío,y HPC y Cloud para el procesamiento de grandes volúmenes de datos.

Esta propuesta presenta una alta componente interdisciplinar al combinar aspectos puramente de arquitectura de computadores y HPC con aplicaciones de especial interés y en las que el equipo tiene demostrada experiencia.

Objetivos

Respecto al primero de los objetivos, se propondrán técnicas y soluciones software. Se desarrollarán por un lado técnicas y herramientasen el campo de modelado y mejora de rendimiento tanto en términos de tiempo de ejecución como de consumo de energía. Se aportarán soluciones computacionalmente eficientes para aplicaciones que suponen retos científicos abiertos en este momento. La primera es la simulación eficiente de dispositivos semiconductores que se requiere para ámbitos tan variados como la construcción de células solares de última generación o la fabricación de nuevos dispositivos electrónicos. También se aborda la solución de problemas relacionados consituaciones de aterrizaje de emergencia de helicópteros y drones, o de explotación de recursos asociados a información LIDAR y de fotogrametría. Finalmente se estudian problemas relacionados con registrado de información proveniente de diferentes fuentes, análisis de cobertura terrestre, o el desarrollo de técnicas que permitan el mapeado de recursos vegetales mediante imágenes multi  hiperespectrales. Todas estas aplicaciones trabajan con grandes cantidades de datos y con requerimientos de ejecución eficiente y en muchos casos en tiempo real. Las soluciones aportadas podrán ser utilizadas en el problema de la extinción de incendios forestales.

En el segundo de los objetivos, HPC y Cloud para el procesamiento de grandes volúmenes de datos, se proponen soluciones asociadas a computación Cloud que permitan un mejor aprovechamiento de los recursos computacionales disponibles en una organización para laejecución eficiente de tareas Big Data. Estas arquitecturas combinarán el uso de clusters dedicados junto con clusters creados bajo demandacon nodos FPGA y sistemas de computación oportunista. La disponibilidad de FPGAs que integran procesadores de propósito general con lógica programable en el chip permitirá obtener sistemas configurables con un procesador de propósito general y varias unidades de procesamiento, configurando un sistema heterogéneo. También se analizará la seguridad en entornos basados en la nube y en contenedores y se propondrán mejoras para que estos despliegues en nubes públicas sean seguros. Problemas del ámbito de bioinformática y la simulación de dispositivos semiconductores se tomarán como aplicaciones de prueba para estas técnicas.