Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación

El Centro Nacional para Aplicaciones de Supercomputación (NCSA) es una asociación estatal-federal para desarrollar e implementar una infraestructura informática a escala nacional que promueva la investigación, la ciencia y la ingeniería con base en los Estados Unidos. NCSA opera como una unidad de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y proporciona recursos informáticos de alto rendimiento a investigadores de todo el país. El apoyo a la NCSA proviene de la Fundación Nacional de Ciencias, el estado de Illinois, la Universidad de Illinois, socios comerciales e industriales y otras agencias federales.

NCSA proporciona recursos informáticos, de almacenamiento de datos y de visualización de vanguardia. El entorno computacional y de datos de NCSA implementa una estrategia de hardware de múltiples arquitecturas, implementando clústeres y sistemas de memoria compartida para admitir usuarios y comunidades de alto nivel en las arquitecturas que mejor se adaptan a sus requisitos. Casi 1360 científicos, ingenieros y estudiantes utilizaron los sistemas informáticos y de datos de la NCSA para respaldar la investigación en más de 830 proyectos.

La NCSA está dirigida por Bill Gropp.

Historia

NCSA es uno de los cinco centros originales del Programa de Centros de Supercomputadoras de la Fundación Nacional de Ciencias. La idea de NCSA y los otros cuatro centros de supercomputación surgió de la frustración de su fundador, Larry Smarr, quien escribió un artículo influyente, 'La hambruna de supercomputadoras en las universidades estadounidenses', en 1982, después de tener que viajar a Europa. en verano para acceder a las supercomputadoras y realizar su investigación.

Smarr escribió una propuesta para abordar las necesidades futuras de la investigación científica. Otros siete profesores de la Universidad de Illinois se unieron como co-investigadores principales, y muchos otros proporcionaron descripciones de lo que se podría lograr si se aceptara la propuesta. Conocida como Black Proposal (por el color de su portada), se presentó a la NSF en 1983. Cumplía con el mandato de la NSF y su contenido generó entusiasmo de inmediato. Sin embargo, la NSF no contaba con una organización que la apoyara, y la propuesta en sí no contenía un lugar claramente definido para su implementación.

La NSF estableció una Oficina de Computación Científica en 1984 y, con un fuerte apoyo del Congreso, anunció una competencia nacional que financiaría un conjunto de centros de supercomputación como el descrito en la Propuesta Negra. El resultado fue que se contratarían cuatro centros de supercomputadoras (Cornell, Illinois, Princeton y San Diego), y más tarde se agregaría un quinto (Pittsburgh).

La Black Proposal se aprobó en 1985 y marcó la fundación de la NCSA, con $42 751 000 en fondos desde el 1 de enero de 1985 hasta el 31 de diciembre de 1989. Esto también fue notable porque la acción de la NSF de aprobar una propuesta no solicitada no tuvo precedentes. NCSA abrió sus puertas en enero de 1986.

En 2007, la NCSA recibió una subvención de la National Science Foundation para construir "Blue Waters", una supercomputadora capaz de realizar billones de cálculos por segundo, un nivel de rendimiento conocido como petaescala.

Propuesta negra

La 'propuesta negra' fue una breve propuesta de diez páginas para la creación de un centro de supercomputación que finalmente condujo a la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) para crear centros de supercomputación, incluido el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación (NCSA) en la Universidad de Illinois. En este sentido, no se puede negar el importante papel desempeñado por el gobierno de los EE. UU. en la financiación del centro y del primer navegador web muy popular (NCSA's Mosaic).

La Black Proposal describió las limitaciones de cualquier investigación científica que requiriera capacidades informáticas y describió un mundo futuro de colaboración científica productiva, centrado en el acceso universal a las computadoras, en el que no existirían las limitaciones técnicas de la investigación científica. Significativamente, expresó una visión clara de cómo pasar del presente al futuro. La propuesta se titulaba "Un centro de supercomputación científica y de ingeniería" y tenía diez páginas.

La visión de la propuesta sobre el futuro de la computación era entonces inusual o inexistente, pero sus elementos ahora son comunes, como visualización, estaciones de trabajo, E/S de alta velocidad, almacenamiento de datos, ingeniería de software y estrecha colaboración con la comunidad multidisciplinar de usuarios.

Los lectores modernos de Black Proposal pueden conocer un mundo que ya no existe. Las computadoras de hoy son fáciles de usar y la web es omnipresente. A los empleados en empresas de alta tecnología se les dan cuentas de supercomputadoras simplemente porque son empleados. Las computadoras están disponibles universalmente y pueden ser utilizadas por casi cualquier persona de cualquier edad, aplicables a casi cualquier cosa.

En el momento en que se redactó la propuesta, casi nadie disponía de computadoras. Para los científicos que necesitaban computadoras en su investigación, el acceso era difícil, si es que estaba disponible. El efecto sobre la investigación fue paralizante. La lectura de publicaciones de esa época no da ninguna pista de que los científicos estuvieran obligados a aprender los detalles técnicos arcanos de las instalaciones informáticas disponibles para ellos, una limitación que consumía mucho tiempo en su investigación y una distracción extremadamente tediosa de sus intereses profesionales.

La implementación de la Black Proposal tuvo un papel principal en la configuración de la tecnología informática actual y su impacto en la investigación (tanto científica como de otro tipo) ha sido profundo. La descripción de la propuesta de la vanguardia de la investigación científica puede ser aleccionadora, y las limitaciones en el uso de computadoras en las principales universidades pueden ser sorprendentes. Una lista completa de las supercomputadoras del mundo muestra los mejores recursos que estaban disponibles en ese momento. La idea central de la propuesta puede parecer obvia ahora, pero entonces era novedosa.

La Fundación Nacional de Ciencias anunció la financiación de los centros de supercomputadoras en 1985; La primera supercomputadora de la NCSA entró en funcionamiento en enero de 1986.

NCSA atrajo rápidamente la atención de la comunidad científica mundial con el lanzamiento de NCSA Telnet en 1986. Siguieron otras herramientas y, al igual que NCSA Telnet, todas se pusieron a disposición de todos sin costo alguno. En 1993, NCSA lanzó el navegador web Mosaic, el primer navegador web gráfico popular, que desempeñó un papel importante en la expansión del crecimiento de la World Wide Web. NCSA Mosaic fue escrito por Marc Andreessen y Eric Bina, quienes luego desarrollaron el navegador web Netscape. Más tarde, Mosaic recibió la licencia de Spyglass, Inc., que proporcionó la base para Internet Explorer. El complemento del servidor se denominó NCSA HTTPd, que luego se conoció como Apache HTTP Server.

Otras contribuciones notables de NCSA fueron las simulaciones de agujeros negros que respaldaron el desarrollo de LIGO en 1992, el seguimiento del cometa Hale-Bopp en 1997, la creación de un clúster de PlayStation 2 en 2003 y el seguimiento de la pandemia de COVID-19. y creación de una vacuna contra el COVID-19.

Instalaciones

Al principio, las oficinas administrativas de la NCSA estaban en el edificio de recursos hídricos y los empleados estaban dispersos por todo el campus. NCSA ahora tiene su sede dentro de su propio edificio directamente al norte del Siebel Center for Computer Science, en el sitio de un antiguo campo de béisbol, Illini Field. Las supercomputadoras de la NCSA se encuentran en la Instalación Nacional de Computación a Petaescala.

Películas y visualización

El departamento de visualización de NCSA es conocido internacionalmente. Donna Cox, líder del Laboratorio de Visualización Avanzada de NCSA y profesora de la Escuela de Arte y Diseño de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y su equipo crearon visualizaciones para la película IMAX nominada al Oscar 'Cosmic Voyage';, los episodios de PBS NOVA "Hunt for the Supertwister" y 'Runaway Universe', así como documentales y piezas de Discovery Channel para CNN y NBC Nightly News. Cox y NCSA trabajaron con el Museo Americano de Historia Natural para producir visualizaciones de alta resolución para el espectáculo del Milenio 2000 del Planetario Hayden, 'Pasaporte al Universo', y para 'La búsqueda de Vida: ¿Estamos solos? Produjo visualizaciones para el "Big Bang Theatre" de Hayden. y trabajó con el Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver para producir visualizaciones basadas en datos de alta resolución de terabytes de datos científicos para 'Black Holes: The Other Side of Infinity', un programa de cúpula digital sobre agujeros negros.

Socios comerciales privados

Conocido como el programa Industrial Partners cuando comenzó en 1986, la colaboración de NCSA con las principales corporaciones aseguró que su experiencia y tecnologías emergentes serían relevantes para los principales desafíos fuera del mundo académico, a medida que surgieran esos desafíos. Los socios comerciales no tenían control sobre la investigación o la disposición de sus resultados, pero estaban bien situados para ser los primeros en adoptar cualquier beneficio de la investigación. Este programa ahora se llama Industria NCSA.

Los socios comerciales anteriores y actuales incluyen: