Un chip europeo para la soberanía tecnológica

La tecnología es poder para los Estados. El veto de Donald Trump a Huawei es el ejemplo que ha causado más revuelo. Pero el presidente de Estados Unidos también privó el acceso a tecnología de su país a cinco compañías de supercomputación de China. En cuanto a procesadores, los cerebros de los ordenadores, Europa es altamente dependiente de otros mercados. Para suplir esta carencia, la Comisión Europea destina 80 millones durante los próximos tres años a la European Processor Initiative (EPI). El proyecto, coordinado por la tecnológica francesa Atos, con el apoyo de 26 socios en todo el continente, prevé tener lista una primera versión del chip en 2021. Será un procesador pensado para supercomputadores, grandes máquinas dedicadas a la investigación. EPI también trabaja con BMW —uno de los partners— para lanzar una versión específica para los coches autónomos del futuro, que irán equipados con potentes procesadores.

La parte de automoción quedará en un prototipo en la fase que culmina en 2021, que se centra en el diseño de una CPU comercial para superordenadores. “Con el tiempo que tenemos no podemos empezar desde cero”, apunta el vicepresidente de Atos para la EPI, Phillippe Notton. Así justifica que el conjunto de instrucciones (lenguaje máquina) en el que se basa el diseño de la parte principal del chip pertenece a la compañía ARM Holdings, nacida en Reino Unido (mantiene su sede allí) y líder en procesadores para móviles. En 2016 —un mes después del referéndum del Brexit— fue comprada por la empresa de comunicaciones japonesa Softbank. “Fue matador que Europa permitiera que se vendiera esta tecnología”, lamenta el director del Barcelona Supercomputing Center (BSC), Mateo Valero, que pone de relieve que, con el uso de ARM, el nuevo procesador no será 100% europeo. El centro barcelonés, uno de los socios, lidera el tercer pilar de EPI: el diseño de un acelerador que se integrará en el chip para dar más velocidad a determinadas operaciones matemáticas.

El BSC maneja siete millones de la suma total del proyecto. El producto en el que trabaja el centro permitirá, por ejemplo, que el procesador pueda multiplicar matrices —operación muy recurrente de los algoritmos de inteligencia artificial— de forma más sencilla. Si el procedimiento habitual es empezar multiplicando primer elemento de la primera fila por el primer de la primera columna, con el acelerador se obtendrá la multiplicación de toda la fila por toda la columna en una sola instrucción para el procesador. El BSC apuesta por el lenguaje RISC-V para su componente para reforzar la soberanía tecnológica europea. Se trata un lenguaje máquina nacido en la Universidad de Berkeley que, a diferencia del de ARM, es de código abierto. El primer procesador europeo, que se llamará Rhea, combinará ambas tecnologías.

Notton pronostica que en 2030 EPI habrá generado un ecosistema que dará trabajo a unos 3.000 ingenieros e investigadores en toda Europa. A corto plazo, el BSC estima que el proyecto empleará a entre 40 y 50 personas trabajando en RISC-V en la capital catalana. “No es fácil encontrar los perfiles porque muchos de los diseñadores de arquitectura de computadores, como pasa también con la inteligencia artificial, se van a Silicon Valley porque allí cobran tres o cuatro veces más”, valora Valero, que explica que actualmente tiene a tres personas procedentes del hub californiano trabajando en su equipo.

“Aunque el diseño será europeo las fábricas están en Asia: Taiwán y Corea”, apunta Notton, que ha fundado una startup, llamada SiPearl,para poder registrar la propiedad intelectual de los diseños que nazcan de EPI. “80 millones no es suficiente y la compañía buscará levantar más capital en el mercado privado”, detalla el responsable del proyecto, que añade que “China tiene un presupuesto de 150.000 millones de dólares para crear una industria de semiconductores propia; el nuestro es muy muy bajo”. “Tenemos que demostrar a Europa que lo sabemos hacer para que luego haya más dinero”, concluye Valero.

A finales de 2020 Barcelona estrenará un nuevo supercomputador, MareNostrum 5, financiado por la Comisión Europea dentro de la flamante red europea de supercomputación, EuroHPC. Un 6% de los 223 millones que costará el ordenador español estarán destinados a la investigación en RISC-V para que en un futuro Europa puede plantearse si utiliza solamente esta tecnología. Los procesadores de la parte principal del MareNostrum 4, el ordenador actual del BSC, son de la norteamericana Intel. La siguiente versión tampoco podrá utilizar todavía el procesador europeo. El BSC apunta a 2025 como año en el que se podría hacer el cambio.

Notton se reúne mensualmente con la Comisión Europea para hacer seguimiento de la evolución del procesador. El pasado junio EPI presentó el primer diseño de la arquitectura a Bruselas, tras un trabajo inicial de medio año. La comisaria de Economía Digital y Sociedad, Mariya Gabriel, destaca que EPI supone “un paso importante en el plan estratégico para desarrollar un ecosistema de supercomputación y datos independiente” en Europa y que beneficiará al “liderazgo científico y a la competitividad industrial”. Menciona también la necesidad de que el consumo eléctrico del procesador sea eficiente.

Supercomputación en las carreteras

La tecnología de los procesadores de supercomputación tiene aplicaciones fuera de los centros de datos. Los sistemas de reconocimiento del entorno en 360 grados del coche autónomo, que funcionará con embedded supercomputing (un pequeño superordenador incrustado), requieren una alta capacidad de procesamiento. El director de arquitectura eléctrica y electrónica en BMW Group Research, Matthias Traub, detalla que los principales demandantes de cálculo son el tratamiento de los datos procedentes de los sensores y los “nuevos algoritmos parcialmente basados en inteligencia artificial”. El ingeniero no se aventura a predecir cuando los procesadores fruto de EPI circularán por las carreteras: “Es demasiado pronto”.

Traub apunta que uno de los retos es que los diseños de hardware y software para coches vayan de la mano. Y otro aspecto importante es conseguir “tener mucha capacidad de computación con menos consumo energético”. El procesador europeo de la familia Chronos, el que EPI prevé lanzar entre 2022 y 2023, tendrá dos versiones: una para supercomputadores con más potencia y más caro y otra para coches. El reto en el diseño del último es que debe tener un consumo inferior a 15W —cuanto menos mejor para no mermar la autonomía del vehículo— y ser más económico. Un supercomputador, con 10.000 procesadores en paralelo consume 20MW (2.000W cada uno), detalla Notton, que insiste en la importancia de la independencia tecnológica ante el “riesgo de ataques”. Un ejemplo que ilustra su idea: ¿Qué pasaría si los procesadores de un futuro parque de coches autónomos quedaran inoperativos a raíz de un veto político?