Realidad virtual y cálculo avanzado en la URJC

La Universidad Rey Juan Carlos escogió los servidores de Silicon Graphics gracias a su capacidad multiproceso con memoria compartida y a la posibilidad de unir el tratamiento de cálculo y gráficos en un mismo equipo.

Publicado el 11 Abr 2006

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La Universidad Rey Juan Carlos fue creada por ley en 1996 y en la actualidad cuenta ya con 17.750 alumnos y 1.208 profesores. La investigación y la innovación tecnológica constituyen dos de sus pilares fundamentales y colabora estrechamente con la comunidad científica internacional, participando en programas para el intercambio de docentes y alumnos. En Móstoles se encuentra la Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, a la que pertenece el ahora extinto Departamento de Informática, Estadística y Telemática (DIET) donde se instalaron los equipos proporcionados por Silicon Graphics.
El Departamento de Informática, Estadística y Telemática (DIET) aglutinaba a todos los profesores que daban clase en las titulaciones de Informática, exceptuando las áreas de Matemática y Física aplicadas, así como en gran parte de las materias de la Ingeniería Superior de Telecomunicaciones. Dentro del departamento, las áreas de conocimiento englobadas eran arquitectura y tecnología de computadores; lenguajes y sistemas; inteligencia artificial; iniciación operativa y estadística; telemática, y tecnología electrónica. En noviembre, este macro departamento con más de tres años de antigüedad procedió a ser dividido en cuatro partes: Estadística, Lenguajes, Arquitectura e Inteligencia y Tecnología Electrónica más Telemática.

Aunque los equipos se adquirieron dentro del DIET, la compra se realizó con vocación de dar servicio a toda la Universidad, e incluso fuera de ésta, como por ejemplo dentro del grupo CESVIMA (Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid). Para ello se ha llevado a cabo una labor de difusión dentro de la URJC y se han programado cursos en un futuro próximo. El objetivo es que todos aquellos investigadores que necesiten hacer cálculos intensivos puedan utilizar los sistemas. En concreto, entre todos los usuarios de la universidad “hay dos tipos de personas susceptibles de emplear los servidores Silicon: aquellas que necesiten un servidor gráfico o de cálculo potente porque tengan que resolver un problema complejo o bien aquellas que quieran trabajar específicamente con sistemas en paralelo” declara Luis Pastor, director de DIET de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid.
El proyecto, con un coste de 340.000 euros, estuvo financiado con fondos FEDER a través de una convocatoria de dotación de infraestructura convocada dos años atrás. En ella, la propuesta del DIET de la Universidad Rey Juan Carlos compitió con otras y resultó seleccionada, con lo que obtuvo capital de los fondos europeos, pero también del Ministerio de Educación y Ciencia y de la propia Universidad.

Con la subvención se procedió a adquirir los equipos suministrados por Silicon Graphics. En primer lugar, el servidor Altix 350, un sistema de gama media basado en estándares y componentes de computación abierta que, desarrollado específicamente para científicos, ingenieros, investigadores y otros usuarios de computación técnica, se utiliza como servidor de cálculo para aplicaciones científicas de varias disciplinas. “Es un multiprocesador de memoria compartida con distintas aplicaciones”, afirma Pastor.

En segundo término, se ha instalado un sistema de visualización SGI Prism con 16 procesadores a 1,5 GHz y sistema operativo Linux. Su uso está dirigido a generar imágenes para un sistema de visualización inmersivo que permitirá a la Universidad resolver problemas visuales de computación en proyectos de simulación, diseño molecular, gráficos, paralelización de algoritmos y procesamiento de imágenes. Según aclara Luis Pastor “otro tipo de investigadores necesitan trabajar con un servidor gráfico avanzado y algunos incluso requieren de cálculo avanzado junto a visualización en tiempo real”. Para esto último el servidor gráfico Prism está conectado a una “cueva” o sistema Cave de realidad virtual con proyección en estéreo en tres paredes de tres por tres metros y en el suelo (es el sistema de visualización inmersiva antes mencionado).

Por último, se seleccionó un sistema de almacenamiento para entornos de supercomputación, donde se necesita compartición transparente de los datos y un almacenamiento masivo de los mismos. El modelo elegido fue un TP9300 de Silicon Graphics.
Los equipos adquiridos a Silicon Graphics constituyen la tercera generación de sistemas de esta empresa que han encontrado sitio en la Universidad Rey Juan Carlos. “Antes teníamos un servidor Origin 2000 de 8 procesadores comprado en el año 1997, que no tenía la capacidad gráfica de los nuevos equipos: se trataba básicamente un servidor de cálculo intensivo. Sin embargo, había campos en los que era necesario migrar los datos obtenidos en el proceso de cálculo a una visualización en tiempo real por lo que optamos por una máquina que integrara las dos cosas”, explica Pastor. El departamento contaba, no obstante, con un pequeño cluster de PCs que tenía capacidad para controlar el sistema de visualización inmersiva o cueva, pero “puesto que la vocación de la Universidad era que los sistemas instalados estuvieran disponibles para que pudieran utilizarlo personas de diversos frentes, como empresas u otras universidades, y en general para dar servicio a la Comunidad de Madrid, pensamos que era necesaria una solución más flexible y más potente”, explica el director de DIET.

Aunque la relación con SGI venía de tiempo atrás, se estudiaron distintas opciones de varios fabricantes, como HP o IBM. Finalmente se acudió a Silicon porque “para unir cálculo y gráficos es la opción más adecuada. Aunque existen otros sistemas de cálculo y otras soluciones de gráficos independientes, unir las dos con una memoria compartida era la mejor opción”, corrobora Pastor.

Una vez finalizado el proceso de selección, los equipos se instalaron entre los meses de septiembre y octubre. Dentro del Departamento de Telemática, Estadística e Informática, el grupo más implicado fue el perteneciente a la rama de Arquitectura y Tecnología de Computadores y, dentro de éste, los más vinculados en el proceso de selección y puesta en marcha fue un equipo formado por más de una docena de personas.

Pastor reflexiona y hace balance sobre el proyecto una vez implantado y asegura que “de momento estamos satisfechos con la instalación, pero aún es pronto para valorar los resultados porque todavía no está totalmente operativa, falta la conexión de uno de los proyectores de la cueva. No será hasta dentro de seis u ocho meses cuando podamos hacer valoraciones definitivas”.

En cuanto al manejo de los equipos, “las herramientas que se instalaron fueron nuevas y se necesita un cierto periodo de aprendizaje. Por un lado, nuestro equipo lleva trabajando con memoria compartida mucho tiempo en esas dos generaciones de productos de Silicon anteriores, por lo que tenemos experiencia en su uso. Además, al haber cambiado en sus servidores tanto el procesador como el sistema operativo, SGI nos ha proporcionado formación adicional a través de cursos”, sostiene Pastor.
El grupo que solicitó los equipos dentro del Departamento se presentó a la última convocatoria de investigación interuniversitaria de la Comunidad de Madrid, con una propuesta que fue aprobada. En ella, se planteó formar un equipo de referencia en la aplicación de técnicas de realidad virtual. Un ejemplo presentado a la Comunidad sirve para ilustrar el tipo de trabajos que se llevarán a cabo con los equipos de Silicon: “La presa de El Atazar embalsa un 50 por ciento del volumen total de agua de la Comunidad de Madrid. Hace algún tiempo, aparecieron unas grietas que aconsejaron que temporalmente el nivel de la presa se mantuviera al 50 por ciento. Con los servidores adquiridos, se pueden hacer simulaciones de las cargas que produce el agua en la estructura de la presa y de cómo puede afectar una grieta o cualquier otro problema estructural a su seguridad. Primero se realizarían los cálculos y más tarde se representarían de forma gráfica en un entorno de visualización inmersiva, la forma más sencilla y eficaz de ayudar a un ingeniero para que pueda tomar una decisión”, declara Pastor.

El núcleo del grupo recién creado está formado por investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos, Politécnica de Madrid, CEDEX y Universidad de Alcalá de Henares. Además, forman parte del proyecto grupos de la Universidad de Valladolid, de la Politécnica de Cataluña y de algunas instituciones extranjeras, como las universidades del estado de Nueva York en Stony Brooks (SUNY), Génova, Salerno e INRIA Rhônes-Alpes. El objetivo es trabajar en el desarrollo de algoritmos básicos en visualización, animación y realidad virtual. Por otra parte, dentro de la Comunidad de Madrid y en un radio de 200 kilómetros en torno a ésta, radican un porcentaje muy amplio de las empresas españolas que trabaja en temas relacionados con simulación. “Algunas de dichas empresas están ya vinculadas en el proyecto, como GMV, EADS-CASA, Tecnatom, NECSO, Informática El Corte Inglés, ESPELSA, NextLimit, Vianova, … mientras que otras se podrán incorporar en el futuro. La idea es formar un grupo industrial de interés en el proyecto, para solucionar los problemas que ahora se presentan de estandarización, por ejemplo- y formar consorcios que luego puedan acudir a proyectos de la Unión Europea, entre otros” informa Pastor. Se trata por tanto de que empresas, universidades y centros de investigación puedan utilizar la infraestructura adquirida.

Tras el proyecto de la Comunidad, se ha participado en la redacción de proyectos de investigación complementarios que puedan suponer una financiación adicional. “De hecho nos hemos presentado al Programa Consolider, la última modalidad de proyectos de investigación de gran envergadura a escala nacional. Por otra parte, el tener esta infraestructura también es una forma de empujar y reactivar más el sector industrial, donde se pueden generar proyectos muy interesantes” concluye Pastor.

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Redacción RedesTelecom

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