Las librerías de procesamiento de datos NVIDIA CUDA-X se integrarán en las soluciones de inteligencia artificial de Azken para acelerar las tareas de preparación y procesamiento de datos que constituyen la base del desarrollo de la inteligencia artificial generativa.
Basadas en la plataforma de cálculo NVIDIA CUDA, las librerías CUDA-X aceleran el procesamiento de una amplia variedad de tipos de datos, lo que incluye tablas, texto, imágenes y vídeo. Entre ellas se incluye la librería NVIDIA RAPIDS cuDF, que acelera hasta 110 veces el trabajo de los casi 10 millones de científicos de datos que utilizan el software pandas utilizando una GPU NVIDIA RTX 6000 Ada Generation en lugar de un sistema basado únicamente en CPU, sin necesidad de modificar el código.
«Pandas es la herramienta esencial de millones de científicos de datos que procesan y preparan datos para la IA generativa. Acelerar Pandas sin cambiar el código será un gran paso adelante. Los científicos de datos podrán procesarlos en minutos en lugar de en horas, y manejar órdenes de grandes magnitudes de datos para entrenar modelos de IA generativa».
Jensen Huang, fundador y CEO de NVIDIA.
Fuente: NVIDIA
Pandas proporciona una potente estructura de datos, denominada DataFrames, que permite a los desarrolladores manipular, limpiar y analizar fácilmente datos tabulares. La librería NVIDIA RAPIDS cuDF acelera pandas para que pueda ejecutarse en las GPU sin necesidad de modificar el código, en lugar de depender de las CPU, que pueden ralentizar las cargas de trabajo a medida que aumenta el tamaño de los datos. RAPIDS cuDF es compatible con librerías de terceros y unifica los flujos de trabajo de GPU y CPU para que los científicos de datos puedan desarrollar, probar y ejecutar modelos en producción sin problemas.
Se espera que NVIDIA RAPIDS cuDF para acelerar pandas sin cambiar el código esté disponible en las soluciones de estaciones de trabajo de IA de Azken con GPU NVIDIA RTX y GeForce RTX próximamente.
El fenómeno Barbenheimer (llamado así por la fusión de los títulos de las películas Barbie y Oppenheimer), que surgió por el estreno simultáneo de ambas y que fueron objeto de una gran expectación, es un buen ejemplo de cómo los avances tecnológicos están transformando la industria cinematográfica.
La industria cinematográfica es una de las más dinámicas e innovadoras del mundo, que ha experimentado una profunda transformación en las últimas décadas gracias al desarrollo de la tecnología, la inteligencia artificial y la infraestructura hardware. Estos avances han tenido un impacto en todas las etapas de la producción, distribución y exhibición de las películas, así como en el acceso y la democratización del cine, generando nuevos retos y oportunidades para los creadores y consumidores de contenidos audiovisuales.
Estas películas son una muestra de cómo la tecnología ha permitido crear nuevas formas de narrar historias en el cine, utilizando efectos especiales, realidad virtual, animación por ordenador y otros recursos visuales para recrear mundos fantásticos o históricos. Ambos filmes son un testimonio del poder de la IA para transformar la industria cinematográfica.
Barbie: creando Barbieland
Fotograma de Barbie
Barbie es un ejemplo de cómo la IA puede utilizarse para crear películas de animación que son visualmente impresionantes y atractivas para el público.
La capacidad gráfica de estaciones de trabajo potentes e innovadoras permitió crear el deslumbrante y fantástico mundo animado de Barbieland. Los diseñadores pudieron dar rienda suelta a su imaginación para construir sets elaborados y personajes vibrantes que hubieran sido imposibles sin una infraestructura hardware.
Oppenheimer: un enfoque visual histórico impresionante
Cartel de Oppenheimer
En Oppenheimer, la revolución tecnológica se refleja en el enfoque visual de la película. Utiliza efectos visuales de última generación para recrear momentos históricos como los eventos del proyecto Manhattan y la detonación de la primera bomba atómica con un alto grado de precisión.
Oppenheimer es un ejemplo de cómo la IA puede utilizarse para crear películas de acción real que son históricamente precisas y emocionalmente resonantes.
Barbenheimer: la convergencia de la creatividad y el realismo
Estas películas muestran cómo los avances tecnológicos, la inteligencia artificial y la infraestructura hardware han potenciado el poder de contar historias y la capacidad para abordar temas relevantes y complejos de manera innovadora.
La tecnología ha tenido un efecto transformador en todas las etapas de la producción, distribución y exhibición de las películas. El uso de cámaras digitales, drones, pantallas de croma, realidad virtual y efectos especiales ha permitido crear imágenes más realistas, espectaculares y creativas, que captan la atención y la emoción del espectador. La tecnología también ha facilitado el proceso de edición, montaje y sonorización de las películas; permitiendo corregir errores, mejorar la calidad y añadir elementos que no se pudieron captar durante el rodaje. La tecnología ha hecho posible también la creación de nuevas plataformas y formatos de visualización, como el cine 3D, 4D o IMAX, que ofrecen una experiencia más inmersiva e interactiva al espectador.
Más allá de los efectos visuales, la IA está empezando a desempeñar roles más activos en la industria cinematográfica. Algoritmos de aprendizaje automático pueden analizar guiones y proveer insights sobre cómo mejorar la trama, los diálogos y la caracterización de personajes.
Si bien aún falta para ver IA creando guiones enteros o dirigiendo películas, su influencia como herramienta creativa es indiscutible. Barbenheimer es apenas un vistazo al potencial de contar historias impactantes de nuevas maneras gracias a los avances tecnológicos. La simbiosis entre arte cinematográfico y tecnología ha llegado para quedarse. Esta nueva era promete ser muy emocionante tanto para cineastas como para audiencias ávidas de nuevas experiencias.
La arquitectura de las tarjetas gráficas AMD Radeon™ PRO para workstations
La avanzada arquitectura de las GPU AMD Radeon™ PRO, AMD RDNA, se presentó por primera vez en 2019 y, desde entonces, ha evolucionado hasta convertirse en AMD RDNA 2. Esta arquitectura es la base de los gráficos que alimentan las consolas de juegos y los PC líderes y visualmente enriquecidos. Ahora, AMD RDNA 2 está disponible en la gama profesional de tarjetas gráficas Radeon PRO™ W6000.
La arquitectura gráfica AMD RDNA 2 ofrece más libertad a la hora de trabajar con conjuntos de datos más grandes de manera más rápida.
Mayor rendimiento profesional
Diseñada desde cero con un rendimiento y una eficiencia energética superiores, la arquitectura AMD RDNA 2 ofrece un rendimiento hasta un 194% más rápido respecto a la arquitectura GCN de la generación anterior, con el soporte añadido de Variable Rate Shading (VRS), para un rendimiento de renderizado de fotogramas inteligente, y Vulkan 1.2 y DirectX 12 Ultimate, para un rendimiento gráfico de última generación en software profesional compatible.
Generaciones de arquitectura gráfica
Fuente: AMD
Importancia para el software profesional
La arquitectura AMD RDNA 2 introduce avances significativos en forma de una nueva AMD Infinity Cache. Una unidad de cómputo mejorada, soporte de Raytracing en hardware, combinado con un nuevo pipeline visual para una mayor eficiencia. En el siguiente apartado exploraremos el significado de cada uno de estos términos y, cuando se combinan, cómo estos avances ayudan a conseguir un rendimiento de alta resolución y unas imágenes más vívidas con el software profesional que elijas.
Nueva tecnología AMD Infinity Cache
AMD Infinity Cache
La arquitectura AMD RDNA 2 es más eficiente gracias a la introducción de AMD Infinity Cache. Un nivel de caché adicional totalmente nuevo que permite un rendimiento de gran ancho de banda con bajo consumo y baja latencia, ayudando a eliminar los cuellos de botella de los datos. Esta caché global está contemplada por todo el núcleo gráfico, capturando la «reutilización temporal» (reutilización optimizada e iterativa de los mismos datos) y permitiendo acceder a los datos de forma prácticamente instantánea. Aprovechando los mejores enfoques de procesamiento de datos de alta frecuencia de la arquitectura «Zen», AMD Infinity Cache permite un rendimiento escalable.
Unidades de cálculo mejoradas
Cada unidad de cálculo (CU) del chip alberga varios procesadores de flujo y núcleos. Cuanto mayor es el número de núcleos de una tarjeta gráfica, más potente suele ser. Cada núcleo está duplicado para trabajar en tareas paralelas enviadas desde el software del usuario, como la visualización de imágenes en la pantalla o el cálculo científico. Forman el cerebro central del procesador gráfico.
Trazado de rayos (ray tracing) con aceleración por hardware
Una novedad de la Unidad de Cálculo AMD RDNA 2 es la implementación de una arquitectura de aceleración de trazado de rayos de alto rendimiento conocida como Aceleradores de Rayos, que ofrece un mayor realismo visual en su software compatible. Es un hardware especializado que maneja eficientemente la compleja intersección de cálculos de rayos diseñados para acelerar este proceso, en comparación con el software únicamente.
Las últimas GPU con certificación profesional: AMD Radeon™ PRO
AMD Radeon™ PRO cuenta con una arquitectura creada para profesionales
Una arquitectura gráfica es compleja y, además, necesita serlo para las tareas diarias que se lanzan. Estas tecnologías avanzadas de AMD ayudan a eliminar los cuellos de botella habituales de la GPU y el sistema, lo que permite mejorar el rendimiento. Aunque esto suena muy bien, en última instancia lo que importa es el impacto en el software, y en el siguiente gráfico podemos ver solo uno de los muchos ejemplos de aumentos de rendimiento mejorados, pero asequibles, con las GPU AMD Radeon™ PRO, mientras se utiliza menos potencia pico comparativa.
La criomicroscopía electrónica es una técnica muy utilizada en el campo de la biología para el estudio de estructuras moleculares a temperaturas criogénicas; lo que permite observar las muestras a resolución atómica.
Jackes Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson ganaron el Premio Nobel de Química por su trabajo en el desarrollo de la criomicroscopía electrónica en el año 2017.
La metodología que sigue esta técnica es la siguiente:
La muestra se congela y se prepara con hielo vítreo.
Se realiza la toma de imágenes.
Se digitalizan las imágenes.
Las imágenes ya digitalizadas en 2D se procesan para obtener una reconstrucción 3D de las estructuras macromoleculares.
Los avances tecnológicos (como los microscopios que trabajan, entre otras cosas, con GPUs que aceleran el procesamiento de imágenes) y la evolución en la potencia de cómputo han facilitado la elaboración de los modelos tridimensionales.
El servicio de criomicroscopía electrónica
Con sede en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB), la instalación de criomicroscopía electrónica (Cryo-EM) del CSIC es un servicio básico de última generación que ofrece tanto la preparación de muestras como la recopilación de imágenes Cryo-EM de material biológico.
La instalación alberga dos criomicroscopios electrónicos:
Un JEOL CryoARM de 300 kV equipado con un cargador automático, un detector de electrones directos Gatan K3 y un filtro de energía Omega.
Un FEI TALOS Arctica de 200 kV, equipado con un cargador automático y un detector de electrones directos Falcon III.
Ambos son adecuados para la recopilación de grandes cantidades de datos de alta resolución.
Esta instalación, única en España, cuenta también con dos dispositivos adecuados para la vitrificación de muestras pequeñas, como proteínas y complejos macromoleculares y un tercer dispositivo adecuado para la congelación rápida de muestras celulares.
“El primer paso de esta técnica (la criomicroscopía electrónica) consiste en congelar las proteínas a muy baja temperatura (-180ºC), de tal manera que movilizamos las proteínas en una capa fina de hielo, quedando inmersas y dispuestas en distintas orientaciones.
Posteriormente, introducimos las proteínas en el microscopio electrónico de transmisión y capturamos un gran número de imágenes que, gracias a potentes ordenadores, muestran la estructura de estas proteínas en alta resolución. Incluso, podemos visualizar los aminoácidos que componen estas proteínas.
Con la utilización de esta técnica ayudamos al desarrollo de nuevos fármacos”.
Rocío Arranz, jefa del Servicio de Criomicroscopía Electrónica del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC)
BREM
El Basque Resource for Electron Microscopy (BREM) proporciona acceso a instrumentación de alta gama y experiencia en criomicroscopía electrónica de alta resolución (Cryo-EM) a investigadores nacionales e internacionales, académicos e industriales.
Está ubicado en el Instituto de Biofisika (CSIC) en el parque científico de la Universidad del País Vasco en Leioa; y está apoyado por la fundación Biofísica Bizkaia. Es parte de una iniciativa ambiciosa del Departamento de Educación y el Fondo de Innovación del Gobierno Vasco para incorporar tecnologías disruptivas que tengan un impacto importante en el desarrollo tecnológico, de investigación y de innovación.
El objetivo de BREM es comprender la base estructural de los procesos biológicos y la patogénesis de las enfermedades humanas a través de la criomicroscopía electrónica.
Además, también apoya los esfuerzos de investigación de fármacos basados en biología estructural y el desarrollo de terapias avanzadas para enfermedades.
BREM ha instalado un microscopio electrónico de transmisión Thermo Fisher Titan Krios G4; es el primero en España y el segundo en el sur de Europa. Cuenta con personal altamente cualificado y ayuda a los usuarios con la determinación de la estructura tridimensional utilizando todas las técnicas principales Cryo-EM disponibles para la biología estructural.
«La llegada de este microscopio electrónico al Instituto Biofisika nos permite participar en proyectos internacionales de interés biomédico; por lo tanto, podemos competir y posicionar al País Vasco en una primera línea en biología estructural».
David Gil Carton, director técnico de BREM
Características del criomicroscopio electrónico de BREM
El criomicroscopio electrónico instalado en el Instituto Biofisika para la observación de especímenes biológicos a baja temperatura mediante criomicroscopía electrónica tiene las siguientes características:
Se trata de un criomicroscopio electrónico de transmisión de 300 kV de alta resolución de última generación.
Utiliza lentes de alta estabilidad y un cañón de emisión de campo como fuente de iluminación.
Cuenta con una placa de fase para la mejora del contraste.
Incluye un filtro de energía y un detector directo de electrones como sistema de recogida de información.
Está optimizado para el análisis automatizado de partículas individuales, microdifracción de electrones y la tomografía electrónica de doble eje.
Consigue imágenes de muestras biológicas a baja temperatura con una resolución ultra alta para la adquisición de datos con un alto rendimiento y reproducibilidad; y de manera simple e intuitiva.
La aportación de Azken a la criomicroscopía electrónica
BREM planteó un reto a Azken Muga:
“El éxito de este microscopio es su gran capacidad de automatización, la mejora en estabilidad y el mayor rendimiento de los nuevos detectores.
Todo esto hace posible realizar sesiones ininterrumpidas de 48 horas de un solo experimento. Estos datos pueden ser 10, 20 o 40 Tb, dependiendo del experimento; luego, tanto el control de calidad para toma de decisiones en tiempo real («processing on-the-fly») como la transferencia de datos a los usuarios lo más rápido -y sin fallos- es vital para el éxito de BREM.
Los datos son movies (vídeos) de 1 Gb cada uno en formato MRC o TIFF y en un solo experimento hay que transferir al usuario desde 20.000 hasta 45.000 de estas movies. El microscopio puede generar 10.000 movies en 24 horas”.
David Gil Carton, director técnico de BREM
BREM requería por parte de Azken un data center, compuesto por un servidor 8xGPU, dos servidores de almacenamiento y tres workstations, conectado al servidor del microscopio. Siguiendo este esquema:
Fuente: BREM
Los sistemas elegidos para llevar a cabo este proyecto fueron: un servidor basado en GPU para el procesamiento de imágenes (8G4 Dual Xeon Scalable HPC 8xGPU); un servidor de almacenamiento SSD (RStorage 540S Dual Xeon Scalable Processors 36xSSD); un servidor de almacenamiento HDD (RStorage 540S Dual Xeon Scalable Processors 36xHDD); y tres workstations multi GPU de escritorio (T-Series Xeon SP).
En Editeca en particular y en el sector de la arquitectura y la ingeniería en general, se encuentran ante una situación atópica:
A las empresas les cuesta encontrar perfiles adecuados a sus ofertas de trabajo.
Rafael González Del Castillo, director de Editeca.
Esto solo había ocurrido antes de que explotara la burbuja de las crisis inmobiliaria en 2008. Entonces, ¿estamos ante una nueva burbuja? Quizás estemos trabajando más por los meses que no trabajamos durante la pandemia o por el retraso en la entrega de materiales, comenta Rafael.
Como escuela de arquitectura e ingeniería enfocada a la metodología BIM, recibimos más ofertas de empleo que los alumnos y ex alumnos que buscan trabajo. Estamos en una época de pleno empleo.
Rafael González Del Castillo, director de Editeca.
Los perfiles de Editeca
Sin embargo, siempre existirán perfiles que busquen trabajo y empresas que busquen trabajadores; por eso, Editeca está dispuesta a recoger todas las ofertas de trabajo que recibe:
Coordinadores BIM.
Programadores (arquitectos e ingenieros que sepan programar).
Modeladores especializados en alguna disciplina específica (normalmente, instalaciones).
Estos son los perfiles que más se demandan, pero si damos un paso más, destacaríamos los nuevos perfiles que se van a demandar de aquí a unos pocos años:
Evidentemente, para poder desarrollar las tareas de estos perfiles, son necesarios sistemas hardware muy potentes para poder gestionar modelos BIM o poder experimentar en tiempo real una escena virtual en VR. Como, por ejemplo:
Para convertirse en los perfiles que hemos comentado, hace falta formación y experiencia, por eso, recomendamos los cursos de Editeca. Están especializados en todas las nuevas tecnologías aplicadas a BIM, empezando por Autodesk REVIT y terminando con formaciones más enfocadas a la dirección de proyectos, como el curso de BIM Manager.
Está claro que estamos en un mundo de cambio constante y la formación debe ser continua. Debemos estar actualizados con los avances en visualización, programación y modelado para seguir a la última, optimizando nuestro flujo de trabajo.
Post en colaboración con Editeca. Visita su web y consulta su oferta formativa.
