Instituto Técnico Mexicano/Instituto Tecnológico de Tijuana
Investigación de alto nivel en ciencias sociales con computación evolutiva en IBM Power Systems
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El Instituto Tecnológico de Tijuana estaba llevando a cabo investigaciones sobre una variedad de áreas del mundo real que requieren machine learning, incluidas cuestiones de ciencias sociales. Su infraestructura x86 no tenía el rendimiento y la escalabilidad necesarios para lograr lo que buscaban. El instituto implementó IBM Cloud Private y Docker en IBM Power Systems S822LC para computación de alto rendimiento.

Reto empresarial

El Instituto Tecnológico de Tijuana se preparaba para hacer investigación avanzada en muchas áreas que necesitan machine learning y optimización, incluyendo cuestiones de ciencias sociales. Su infraestructura x86 no tenía el rendimiento y la escalabilidad que necesitaban para llevar a cabo los cálculos que requiere este tipo de trabajo.

Transformación

El Instituto Tecnológico de Tijuana trabajó con IBM para construir una infraestructura de TI para investigación avanzada con IBM Cloud Private y Docker en IBM Power Systems S822LC para computación de alto rendimiento, desarrollando sus propios sistemas de machine learning basados en computación evolutiva.

Resultados Tiempo de cálculo más de
100 veces superior al de x86
El tiempo de procesamiento se reduce
de 4 horas a un minuto
Escalabilidad a más de 1 millón
de puntos de datos y cientos de miles de características
Historia de un desafío empresarial
Creación de una infraestructura informática para la investigación avanzada

El Instituto Tecnológico de Tijuana es una institución de educación superior ubicada en Tijuana, Baja California, México. El instituto se fundó el 17 de septiembre de 1971 y fue una de las primeras instituciones de enseñanza superior del estado. Entre sus dos campus se imparten un total de 21 licenciaturas, 6 másteres y 3 doctorados, lo que lo convierte en una fuente clave de talento profesional y científico en la región. Su función es ofrecer servicios de educación superior en los niveles de licenciatura, máster y doctorado con base en las necesidades de competencias de la región.

El instituto ha estado investigando problemas del mundo real que pueden abordarse con técnicas de machine learning, como los patrones de inmigración humana y otras cuestiones de ciencias sociales relevantes para las ciudades fronterizas entre México y Estados Unidos. Disponían de un conjunto de datos muy amplio en el que estaban desarrollando sus propios algoritmos. Estos algoritmos se utilizarían para hacer predicciones sobre patrones de migración humana y otras cuestiones que afectan a la sociedad. Empezaron a determinar si su infraestructura tenía o no las capacidades necesarias para realizar investigaciones sobre estos temas al más alto nivel.

El instituto disponía de servidores Dell con procesadores Intel Xeon para su laboratorio de investigación. El equipo llegó a la conclusión de que estos servidores no tendrían el ancho de banda y las capacidades necesarias para llevar a cabo la investigación que pretendían realizar con big data, sobre todo para llevar a cabo procesos complejos de optimización y aprendizaje. Necesitaban servidores acelerados con GPU para manejar cargas de trabajo de computación de alto rendimiento. Estos servidores también tendrían que escalarse para satisfacer las demandas de sus conjuntos de datos.    

El Dr. Leonardo Trujillo, catedrático investigador del Instituto Tecnológico de Tijuana en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, comenzó a investigar la infraestructura de TI para la computación de alto rendimiento que les permitiera realizar investigación al más alto nivel. Conocían la relación entre IBM y NVIDIA para IA empresarial y computación de alto rendimiento, por lo que comenzaron a buscar Power Systems para construir su infraestructura de investigación. Después de hablar con IBM e investigar sobre Power Systems para computación de alto rendimiento, el equipo estaba seguro de que esa ese era el camino que querían seguir. Comenzaron a crear su nueva infraestructura de investigación con IBM Power Systems.      

Historia de transformación
Tiempo de cálculo más rápido y mayor escalabilidad

Trabajando con IBM, el Instituto Tecnológico de Tijuana adoptó IBM Cloud Private on Power Systems S822LC para computación de alto rendimiento. Power Systems S822LC para computación de alto rendimiento son servidores acelerados con GPU NVIDIA Tesla y tecnología NVLink para una comunicación más rápida entre CPU y GPU. IBM Cloud Private on Power es una plataforma Kubernetes abierta que ayuda a los desarrolladores a crear e implementar fácilmente aplicaciones en contenedores. Con IBM Cloud Private on Power, el Dr. Trujillo y su equipo pueden sentirse seguros al implementar sus aplicaciones informáticas de alto rendimiento rápidamente en un entorno de nube privada en las instalaciones, de forma segura y con la mejor disponibilidad.  

El instituto también implementó contenedores Docker en su nueva infraestructura IBM Power Systems. Docker ofrece un software de contenedores empresarial ideal para desarrolladores que quieran iniciarse en las aplicaciones basadas en contenedores. Utilizando Docker en IBM Power Systems, el Dr. Trujillo y su equipo pueden contenerizar sus algoritmos de IA para realizar búsquedas específicas en grandes conjuntos de datos. Pueden dividir una búsqueda dentro de un gran conjunto de datos en segmentos y lanzar un contenedor Docker que se centrará sólo en esa búsqueda específica, lo que disminuye el tiempo dedicado a buscar conocimientos específicos y les permite hacer sofisticados patrones de búsqueda de última generación de una manera muy sencilla y eficiente.      

Con IBM Cloud Private y Docker en Power Systems, el equipo ha podido reducir el tiempo de cálculo de sus cargas de trabajo de investigación de unas 4 horas con su antigua infraestructura Dell e Intel Xeon a sólo uno o dos minutos, lo que supone un aumento de la velocidad de más de 100 veces. Gracias a la tecnología NVLink de NVIDIA en IBM Power Systems, los datos se transfieren entre la CPU y la GPU más rápidamente que con una arquitectura tradicional. Los sistemas IBM Power Systems tienen hasta 5,6 veces más ancho de banda de E/S que los servidores x86 para reducir los cuellos de botella en las cargas de trabajo de alta computación. El Dr. Trujillo y su equipo también pueden compartir RAM entre CPU y GPU para aumentar aún más el rendimiento. El enfoque basado en contenedores también reduce el tiempo de implementación y la curva de aprendizaje para los jóvenes investigadores y estudiantes que se incorporan a su laboratorio.

El Dr. Trujillo y su equipo también son capaces de ampliar más rápido y más lejos que antes con su antigua infraestructura tradicional. La escalabilidad es fundamental para el trabajo que están realizando, ya que les permite caracterizar mejor la dinámica de sus modelos de búsqueda de una manera más precisa para aplicaciones de investigación. Con su antigua infraestructura tradicional, sólo podían ejecutar estaciones de trabajo con entre 1000 y 2000 puntos de búsqueda de datos. Ahora, pueden escalar a más de un millón de puntos de datos con Power Systems. Esta escalabilidad les permite obtener nuevas perspectivas de sus datos que antes no eran posibles. 

Trabajamos en la intersección de la computación evolutiva y el machine learning, un campo llamado Programación Genética, donde es posible generar automáticamente impresionantes herramientas predictivas utilizando sofisticados métodos de búsqueda y optimización, pero para ello se necesita mucha potencia de cálculo y, afortunadamente, la plataforma HPC IBM POWER8 con GPU NVIDIA proporciona más que suficiente. Dr. Leonardo Trujillo Catedrático investigador Instituto Tecnológico de Tijuana
Historia de resultados
Resolver cuestiones de ciencias sociales

El Instituto Tecnológico de Tijuana cuenta ahora con la infraestructura informática que necesita para llevar a cabo investigación avanzada en muchas áreas del mundo real que requieren técnicas de machine learning y optimización de vanguardia, incluyendo cuestiones de ciencias sociales. En este ámbito, por ejemplo, el machine learning puede permitir al Dr. Trujillo y a su equipo explorar los patrones de inmigración de las personas que llegan a la frontera entre México y EE.UU., un problema especialmente importante para la ciudad de Tijuana, ya que es una de las ciudades fronterizas más grandes e importantes del mundo. Los sistemas IBM Power Systems tienen el rendimiento que necesitan para la computación de alto rendimiento moderna y las cargas de trabajo de uso intensivo de datos. Con esta tecnología, su objetivo es generar modelos computacionales que puedan ayudar a clasificar y predecir los patrones de inmigración de las personas que llegan a Tijuana y otras ciudades fronterizas. También están llevando a cabo nuevos proyectos de investigación en campos relacionados, como el desarrollo desde cero de nuevos algoritmos de IA, la reparación automática de códigos y la mejora de códigos de sistemas de software, la comprensión de las propiedades nanotecnológicas de nuevos materiales mediante machine learning, la generación automática de algoritmos de computer vision y el desarrollo de potentes plataformas de machine learning para diversas áreas. Los sistemas IBM Power Systems tiene la potencia de cálculo que necesitan para emprender otras nuevas iniciativas de investigación.   

El Dr. Trujillo y su equipo se sorprendieron gratamente de lo rápido que fue el proceso de aprendizaje. En poco tiempo, pudieron poner en marcha su nueva plataforma de computación de alto rendimiento para iniciar nuevos proyectos de investigación. Rápidamente pudieron implementar sus algoritmos de investigación en la nueva infraestructura para empezar a trabajar en iniciativas de datos.

El instituto trabaja ahora en su siguiente paso para implantar IBM Watson Machine Learning Accelerator. Watson Machine Learning Accelerator hace que el deep learning y machine learning sean más accesibles al combinar marcos de deep learning de código abierto con herramientas de desarrollo eficientes y servidores IBM Power Systems acelerados. Con Watson Machine Learning Accelerator, el Dr. Trujillo y su equipo dispondrán de un entorno completo para la ciencia de datos, lo que les permitirá llevar a cabo investigaciones aún más complejas e impactantes. También dispondrán de la escalabilidad que necesitan para manejar el deep learning en conjuntos de datos cada vez más grandes.   

Además, el Dr. Leonardo Trujillo y su equipo también están estudiando la posibilidad de ampliar sus asociaciones y relaciones con otras instituciones de investigación y universidades. Con IBM Cloud Private y Power Systems en el centro de su infraestructura de investigación, la colaboración con otra institución será aún más eficaz que ir por libre. Su nueva infraestructura también ayuda a solidificar su estatus como una institución de investigación de primer nivel en México y Norteamérica. El Instituto Tecnológico de Tijuana espera resolver importantes cuestiones de ciencias sociales con IBM Power Systems.   

Con la ayuda de las GPU de IBM y NVIDIA, podemos abordar problemas a gran escala en muchas áreas, explorar el espacio de posibles soluciones de una forma altamente eficiente y permitirnos crear herramientas y recopilar información que antes estaban fuera de nuestro alcance. Dr. Leonardo Trujillo Catedrático investigador Instituto Tecnológico de Tijuana
Logotipo del Instituto Técnico Mexicano
Instituto Técnico Mexicano/Instituto Tecnológico de Tijuana

El Instituto Tecnológico de Tijuana (enlace externo a ibm.com) es una institución de educación superior ubicada en Tijuana, Baja California, México. El instituto se fundó el 17 de septiembre de 1971 y fue una de las primeras instituciones de enseñanza superior del estado. Entre sus dos campus se imparten un total de 21 licenciaturas, 6 másteres y 3 doctorados, lo que lo convierte en una fuente clave de talento profesional y científico en la región. Su función es ofrecer servicios de educación superior en los niveles de licenciatura, máster y doctorado con base en las necesidades de competencias de la región.

Dé el siguiente paso

Para obtener más información sobre los servidores IBM Power Systems S822LC para la computación de alto rendimiento, póngase en contacto con su representante de IBM o con un socio comercial de IBM.

Para obtener más información sobre IBM Cloud Private on Power, póngase en contacto con su representante de IBM o socio comercial de IBM, o visite https://www.ibm.com/es-es/products/power-private-cloud-edition

Para obtener más información sobre IBM Watson Machine Learning Accelerator, póngase en contacto con su representante de IBM o socio comercial de IBM, o visite https://www.ibm.com/es-es/products/deep-learning-platform

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Notas a pie de página

© Copyright IBM Corporation 2019. 1 New Orchard Road, Armonk, Nueva York 10504-1722 Estados Unidos. Producido en los Estados Unidos de América, marzo de 2019

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No todas las ofertas están disponibles en todos los países en los que opera IBM.

Los datos de rendimiento y ejemplos de clientes mencionados se presentan únicamente con fines ilustrativos. Los datos reales de rendimiento pueden variar en función de las configuraciones y condiciones de funcionamiento específicas.

Todos los ejemplos de clientes citados o descritos se presentan como ilustración de la forma en que algunos clientes han utilizado los productos de IBM y los resultados que pueden haber obtenido. Los costes medioambientales y las características de rendimiento reales variarán en función de las configuraciones y condiciones de cada cliente. Póngase en contacto con IBM para ver qué podemos hacer por usted.

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