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 realizando investigaciones sobre una variedad de dominios del mundo real que requieren aprendizaje automático, incluidos los temas de ciencias sociales. Su infraestructura x86 no tenía el rendimiento y la escalabilidad necesarios para lograr lo que buscaban. El instituto desplegó IBM® Cloud Private and Docker on IBM Power Systems S822LC para la computación de alto rendimiento.

Desafío empresarial

El Instituto Tecnológico de Tijuana se preparaba para realizar investigaciones de primer nivel en muchos dominios en la necesidad de aprendizaje automático y optimización, incluyendo temas de ciencias sociales. Su infraestructura x86 no tenía el rendimiento y la escalabilidad que necesitaban para realizar los cálculos que requiere este tipo de trabajo.

Transformación

El Instituto Tecnológico de Tijuana trabajó con IBM para construir una infraestructura de TI para la investigación de vanguardia con IBM Cloud Private and Docker on IBM Power Systems S822LC para computación de alto rendimiento, desarrollando sus propios sistemas de aprendizaje automático basados en computación evolutiva.

Resultados Más de 100 veces más rápido
tiempo de cálculo frente a x86
Tiempo de procesamiento reducido
de 4 horas a un minuto
Escalabilidad a más de 1 millón
de puntos de datos y cientos de miles de características
Historia de desafío empresarial
Creación de una infraestructura de TI para la investigación de alto nivel

El Instituto Tecnológico de Tijuana es una institución de educación superior ubicada en Tijuana, Baja California (México). El instituto fue fundado el 17 de septiembre de 1971, y fue una de las primeras instituciones de educación superior en el estado. Entre sus dos planteles, se imparte un total de 21 licenciaturas, 6 maestrías y 3 doctorados, siendo una fuente clave de talento profesional y científico en la región. Su función es proporcionar servicios de educación superior en los niveles de grado, maestría y doctorado según las necesidades de habilidades de la región.

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

El instituto contaba con 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 realizar la investigación que buscaban hacer con big data, particularmente para realizar 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 escalar para satisfacer las demandas de sus conjuntos de datos.    

El Dr. Leonardo Trujillo, profesor investigador del Instituto Tecnológico de Tijuana del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, comenzó a investigar la infraestructura de TI para la computación de alto rendimiento que les permitiera realizar una investigación al más alto nivel. Sabían sobre la relación entre IBM y NVIDIA para IA empresarial y computación de alto rendimiento, por lo que comenzaron a considerar Power Systems para construir su infraestructura de investigación. Después de hablar con IBM e investigar Power Systems para la computación de alto rendimiento, el equipo estaba seguro de que esta era la dirección que necesitaba seguir. Comenzaron a construir su nueva infraestructura de investigación con IBM® Power Systems.      

Historia de transformación
Tiempo computacional más rápido y mayor escalabilidad

En colaboración con IBM, el Instituto Tecnológico de Tijuana adoptó IBM® Cloud Private on Power Systems S822LC para la computación de alto rendimiento. Power Systems S822LC for High Performance Computing 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 abierta de Kubernetes que ayuda a los desarrolladores a crear y desplegar fácilmente aplicaciones en contenedores. Con IBM Cloud Private on Power, el Dr. Trujillo y su equipo pueden confiar en el rápido despliegue de sus aplicaciones de computación de alto rendimiento en un entorno de nube privada on-prem, de forma segura y con la mejor disponibilidad.  

El instituto también desplegó contenedores Docker en su nueva infraestructura de IBM Power Systems. Docker proporciona software de contenedores empresariales que es ideal para los desarrolladores que buscan comenzar con aplicaciones basadas en contenedores. Con Docker on IBM Power Systems, el Dr. Trujillo y su equipo pueden almacenar en contenedores sus algoritmos de IA para realizar búsquedas específicas en grandes conjuntos de datos. Pueden dividir una búsqueda dentro de un conjunto de big data en segmentos y lanzar un contenedor Docker que se centrará solo en esa búsqueda específica, lo que disminuye el tiempo dedicado a buscar información específica y les permite realizar patrones de búsqueda sofisticados de última generación de una manera muy simple y eficiente.      

Con IBM Cloud Private and Docker on Power Systems, el equipo ha podido reducir el tiempo de cálculo de sus cargas de trabajo de investigación de unas 4 horas con su anterior infraestructura Dell e Intel Xeon a solo uno o dos minutos, lo que supone un aumento de la velocidad de más de 100 veces. Con la tecnología NVIDIA NVLink on IBM Power Systems, los datos se transfieren entre la CPU y GPU más rápido que con una arquitectura tradicional. IBM Power Systems tiene hasta 5.6 veces más ancho de banda de E/S que servidores x86 para reducir los cuellos de botella de las cargas de trabajo de computación de alto rendimiento. El Dr. Trujillo y su equipo también pueden compartir RAM entre CPU y GPU para un rendimiento aún mayor. El enfoque basado en contenedores también reduce el tiempo de despliegue y la curva de aprendizaje para los jóvenes investigadores y estudiantes que se integran a su laboratorio.

El Dr. Trujillo y su equipo también pueden escalar más rápido y más lejos que antes con su anterior 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 manera más precisa para las aplicaciones de investigación. Con su antigua infraestructura tradicional, solo podían ejecutar estaciones de trabajo utilizando 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 nuevos insights de sus datos que antes no eran posibles. 

Trabajamos en la intersección de la computación evolutiva y el aprendizaje automático, un campo llamado programación genética, donde es posible generar automáticamente impresionantes herramientas predictivas con sofisticados métodos de búsqueda y optimización, pero, para hacerlo, se requiere mucha potencia de cómputo, y afortunadamente la plataforma IBM® POWER8 HPC con GPUs NVIDIA proporcionan más que suficiente. Dr. Leonardo Trujillo Profesor investigador Instituto Tecnológico de Tijuana
Historia de resultados
Resolver los problemas de las ciencias sociales

El Instituto Tecnológico de Tijuana ahora cuenta con la infraestructura de TI que necesita para realizar investigaciones de alto nivel en muchos dominios del mundo real que requieren técnicas de optimización y aprendizaje automático de última generación, incluidos los problemas de ciencias sociales. En esta área, por ejemplo, el aprendizaje automático puede permitir al Dr. Trujillo y su equipo explorar los patrones migratorios de las personas que llegan a la frontera entre México y Estados Unidos, un problema particularmente importante para la ciudad de Tijuana, ya que es una de las ciudades fronterizas más grandes e importantes del mundo. IBM Power Systems tiene el rendimiento que necesitan para la informática moderna de alto rendimiento y las cargas de trabajo intensivas en datos. Con esta tecnología, su objetivo es generar modelos computacionales que puedan ayudar a clasificar y predecir los patrones migratorios de las personas que llegan a Tijuana y otras ciudades fronterizas. También están llevando a cabo nuevos proyectos de investigación en campos relacionados, como la evolución de nuevos algoritmos de IA desde cero, la reparación automática de código y la mejora del código de los sistemas de software, la comprensión de las propiedades nanotecnológicas de nuevos materiales a través del aprendizaje automático, la generación automática de algoritmos de visión artificial y el desarrollo de potentes plataformas de aprendizaje automático para diversos dominios. IBM Power Systems tiene la potencia de cálculo que necesitan para emprender otras iniciativas de investigación.   

El Dr. Trujillo y su equipo se sorprendieron gratamente de lo rápida que era la curva de aprendizaje para comenzar. En poco tiempo, pudieron poner en marcha su nueva plataforma de computación de alto rendimiento para comenzar nuevos proyectos de investigación. Pudieron desplegar rápidamente sus algoritmos de investigación en la nueva infraestructura para comenzar con iniciativas de datos.

El instituto ahora está trabajando en su próximo paso en la implementación de IBM® Watson Machine Learning Accelerator. Watson Machine Learning Accelerator hace que el aprendizaje profundo y el aprendizaje automático sean más accesibles mediante la combinación de marcos de aprendizaje profundo 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 realizar investigaciones aún más complejas e impactantes. También tendrán la escalabilidad que necesitan para manejar el aprendizaje profundo en conjuntos de datos cada vez más grandes.     

Además, el Dr. Leonardo Trujillo y su equipo también están buscando expandir aún más 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 efectiva que hacerlo por su cuenta. Su nueva infraestructura también ayuda a consolidar su estatus como una de las principales instituciones de investigación en México y Norteamérica. El Instituto Tecnológico de Tijuana espera resolver importantes problemas de ciencias sociales con IBM Power Systems.   

Con la ayuda de las GPU de IBM y NVIDIA, podemos abordar problemas a gran escala en muchos dominios, explorando el espacio de posibles soluciones de una manera altamente eficiente, y permitiéndonos crear herramientas y recopilar información que antes estaba fuera de nuestro alcance. Dr. Leonardo Trujillo Profesor 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 fue fundado el 17 de septiembre de 1971, y fue una de las primeras instituciones de educación superior en el estado. Entre sus dos planteles, se imparte un total de 21 licenciaturas, 6 maestrías y 3 doctorados, siendo una fuente clave de talento profesional y científico en la región. Su función es proporcionar servicios de educación superior en los niveles de grado, maestría y doctorado según las necesidades de habilidades de la región.

Dé el siguiente paso

Para obtener más información sobre servidores IBM Power Systems S822LC for High Performance Computing, comuníquese con su representante o asociado de negocios de IBM.

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

Para obtener más información sobre IBM Watson Machine Learning Accelerator, comuníquese con su representante o asociado de negocios de IBM, o visite https://www.ibm.com/mx-es/products/deep-learning-platform

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© 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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Los datos de rendimiento y los ejemplos de clientes citados se presentan solo con fines ilustrativos. Los resultados de rendimiento reales pueden variar según las configuraciones específicas y las condiciones de funcionamiento.

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