Mateo Valero: "Barcelona puede liderar el diseño de chips en Europa"

Mateo Valero conversa con Marc López Plana, editor y director de Agenda Pública, sobre algunos de los los temas que más espacio deberían ocupar hoy en nuestra agenda económica y social: cómo los Estados y las empresas tienen la capacidad de desarrollar una industria del conocimiento que consolide a Europa en el mundo que viene, y que ya está aquí. "Hemos sido muy tímidos con las ayudas de Estado. Espero que ahora con Trump no seamos tímidos y protejamos a nuestras empresas", señala.

Valero, que dirige un centro de referencia para la supercomputación a nivel mundial, señala que "hay tres tipos de inteligencia artificial" y '"las grandes empresas —que están dominando el mundo y que nos han hecho esclavos sin declararnos la guerra—" al final "utilizan datos de internet, utilizan datos nuestros, nos roban todos los datos para entrenar las redes". "¿Y cuál es el objetivo? Ganar dinero". Por ello, propone implementar una estrategia europea para "que esos datos no salgan de Europa" y que "nuestras empresas sean más productivas". Está en nuestras manos.
 
¿Qué hacen en el Centro de Supercomputación de Barcelona?

El BSC (por sus siglas en inglés) es un centro de investigación que utiliza supercomputadores. Un supercomputador es un computador muy rápido, que contiene muchos procesadores, cada procesador tiene su memoria y se conectan a través de una red de interconexión que permite intercambiar bits con una latencia, baja (la latencia es el tiempo requerido entre que un procesador envía a otro un mensaje y le llega el primer bit) y ancho de banda elevado (el ancho de banda es el número de bits que se pueden intercambiar dos procesadores, por unidad de tiempo). 

"Un supercomputador está compuesto por miles o incluso millones de procesadores, lo que permite procesar grandes volúmenes de información en paralelo"

Un supercomputador está compuesto por miles o incluso millones de procesadores, lo que permite procesar grandes volúmenes de información en paralelo. La idea fundamental es que, si un programa puede dividirse en un millón de tareas independientes y disponemos de un millón de procesadores, cada procesador puede ejecutar una de estas tareas simultáneamente. En teoría, esto permitiría acelerar el cálculo hasta un millón de veces. Para ponerlo en perspectiva, un millón de veces más rápido significa que una tarea que requeriría 125 años en un ordenador con un solo procesador podría completarse en apenas una hora.

Los supercomputadores cuentan con una memoria tan grande que permiten ejecutar modelos y programas que manejan enormes volúmenes de datos. Por ejemplo, en los modelos de lenguaje actuales, como los LLM (modelos de lenguaje de gran tamaño), se trabaja con un trillón de parámetros. En la notación estadounidense, un trillón equivale a 10¹². Si cada número ocupa, por ejemplo, 8 bytes, la memoria necesaria sería de 8 terabytes. Sin embargo, esta cifra es relativamente pequeña en comparación con otras aplicaciones.

Cuando se realizan simulaciones complejas, como un gemelo digital de la Tierra, el modelo divide el planeta en múltiples capas o mallas, con puntos de muestra en cada capa donde se evalúan las variables del sistema. Esto genera un número de variables enorme. Si el modelo completo no cabe en la memoria del supercomputador, el programa deberá recurrir a los discos para acceder a los datos, lo que ralentiza significativamente el proceso debido a la menor velocidad de acceso de los discos frente a la memoria.

En el supercomputador Mare Nostrum 5, por ejemplo, hay más de 200 petabytes de almacenamiento en discos. Además, estos discos están conectados a sistemas de almacenamiento en cintas, que son una alternativa más económica pero con tiempos de acceso mucho mayores. Las cintas se utilizan para almacenar datos que no se necesitan con frecuencia, optimizando así el uso de los recursos de almacenamiento.

"La IA necesita muchos datos para entrenar unos modelos que te diré que nadie sabe cómo funcionan. Por primera vez estamos gobernados por cosas que no sabemos cómo funcionan"

Un supercomputador es esto. Procesadores, memoria, red de interconexión, almacenamiento secundario que son los discos y las cintas, programas y gente que hace esos programas. Lo que ha pasado ahora es que la inteligencia artificial (IA) ha irrumpido en este entorno. Los datos y la supercomputación, han sacado la IA del armario. Con el concepto de IA, que es un concepto del año cincuenta y seis, la gente estuvo haciendo muchas elucubraciones. Igual que con la computación cuántica, de repente aparecerá algo y arrasará. Con la IA, este momento ha llegado. 

Lo primero que hizo la IA en cuanto a llegar a la sociedad, fue ganar al ajedrez al campeón mundial. La primera partida del Deep Blue contra un campeón se organizó aquí, en Barcelona, en el Hilton, en el año 1995, y la organizó mi equipo. El jugador fue Miquel Illescas, que entonces era el número siete del mundo. Y ganó. Unos años más tarde fue DeepBlue quien ganó a Kasparov. Pero a nivel mundial, la IA realmente sorprende a la sociedad con el ChatGPT. 

La IA necesita muchos datos para entrenar unos modelos que te diré que nadie sabe cómo funcionan, ni Google ni nadie. Por primera vez estamos gobernados por cosas que no sabemos cómo funcionan.

¿Por qué dice que no sabemos cómo funcionan?

A una red neuronal —las más grandes son de un trillón americano (10¹²)— tienes que entrenarla. Una vez entrenada permitirá contestar a preguntas más o menos complicadas. Nadie sabe cómo se calculan estos valores o parámetros. Y muy poca gente sabe que lo que hace. La creación básica de esa red es multiplicar matrices. 

"Europa, ¡utiliza tus datos para ser más competitiva!"

Ahora los centros de supercomputación estamos cambiando la forma en que hacemos investigación porque tenemos la IA. Y muchas cosas que hacíamos aplicando fórmulas de la física, la química y las matemáticas se pueden hacer ahora simplemente con IA o con una combinación de los métodos que estábamos utilizando más la IA. Te voy a decir, por ejemplo, la simulación del ITER. O si tú quieres simular la dinámica de un avión entero con las técnicas de dinámica de fluidos, conocemos la física, pero ejecutar esas operaciones tardan siglos. Entonces, con algunos datos que se calculan de esa simulación, entrenas una red neuronal y compruebas que esa red te da aquellos datos que tardarías años en calcular.
Ha dicho, supercomputación para investigar. ¿Qué investigan aquí?

Hay tres tipos de IA. Siempre con los modelos de lenguaje. Hay la de las grandes empresas —que están dominando el mundo y que nos han hecho esclavos sin declararnos la guerra—. Utilizan datos de internet, utilizan datos nuestros, nos roban todos los datos para entrenar las redes. ¿Y cuál es el objetivo? Ganar dinero.

"Las empresas que están dominando el mundo, nos han hecho esclavos sin declararnos la guerra"

En el otro lado están los centros de supercomputación. Lo que hacemos es entrenar redes tan complicadas como estas, pero cuyo objetivo es ayudarnos a hacer mejor investigación, hacer los gemelos digitales que hacemos. 

Entre las grandes empresas tecnológicas y los centros de supercomputación se encuentran las empresas y administraciones. Las empresas pequeñas, medianas o algo más grandes tienen dos opciones. Una es entregar sus datos a las multinacionales, lo que equivale a poner a los lobos a cuidar las ovejas. La otra es apostar por una estrategia europea, que por ahora es lo único que nos queda, e intentar que esos datos no salgan de Europa, permitiendo entrenar redes neuronales con ellos para que nuestras empresas sean más productivas.

En esa línea ha surgido la iniciativa europea AI Factories.

¿Qué son las AI Factories? 

Lo que la AI factory proporciona son máquinas (en nuestro caso es una actualización del Mare Nostrum5). Nosotros vamos a comprar otra máquina en la que cada chip es treinta veces más rápido que cada uno de los que tiene el supercomputador actual.

"Von der Leyen acaba de anunciar las gigafactories. Si a nivel técnico no hay duda de que el BSC es el número uno en Europa, a nivel político no somos el número uno"

Entonces, la AI Factory, lo que significa es: Europa, ¡utiliza tus datos para ser más competitiva! Ahora, debido a la batalla entre Trump y China, la Comisión Europea anunció las gigafactories en el encuentro de París sobre IA que organizó Macron. Ursula von der Leyen anunció 200.000 millones de euros. De esa cifra, la Unión Europea contribuirá con 50.000 millones de euros. El resto, la iniciativa privada, y los Estados miembros. Dentro de ese conjunto de 200.000 millones están previstas las gigafactories, que serán un nivel superior a las AI Factories. Ahí serán 20.000 millones para cuatro gigafactories. Dicen que serán cuatro, aunque yo creo que serán cinco, porque, si a nivel técnico no hay duda de que el BSC es el número uno de Europa, a nivel político no somos el número uno. Necesitamos un apoyo total de la diplomacia española.

Está Finlandia con el supercomputador LUMI. Es un consorcio de ocho países. Luego está Alemania, Francia, Italia y nosotros. A nivel científico no, pero a nivel político tienen más fuerza ellos. Si en lugar de cuatro fueran cinco, seguro que lo conseguimos. Y aunque sean tres, también lucharemos. 

¿Estamos, pues, en una batalla para conseguir una gigafactory de la Unión Europea?

En el centro de supercomputación de Barcelona hay 4.500 GPU. Estamos hablando de que cada gigafactory tenga 100.000, como tiene Tesla; como X, que ya ha sacado Grok, y como tiene Meta. Google quiere hacer una de 1,3 millones de GPU. El objetivo de las gigafactories será que cualquier actividad de cualquier país pueda intentar utilizar la IA para mejorarla. 

"En Catalunya somos los mejores en medicina personalizada. El gran reto es hacer un gemelo digital del cuerpo humano"

Nosotros, en España, sobre todo en Catalunya somos los mejores en medicina personalizada. El gran reto que hay en investigación es hacer un gemelo digital del cuerpo humano. Tenemos gente buenísima que trabaja con los mejores investigadores.

¿Un gemelo digital del cuerpo humano? Para que yo lo entienda, ¿cómo reproducirlo?

Un gemelo de tu cuerpo, con el que puedes experimentar. Es muy complicado, porque de tu cerebro no sabemos nada. Tenemos partes del cuerpo. Sabemos, más o menos, cómo influyen los genes en la salud. Podemos hacer micro órganos, por ejemplo, con los que se puede ensayar. 

Se trata, pues, de un gemelo de cada uno de nosotros. 

Personalizado, con tu historia clínica. Nosotros fuimos pioneros en hacer un gemelo digital del corazón, de hecho no solamente del corazón, sino de todo el sistema circulatorio. En salud, Catalunya podría ser el número uno en Europa. 

En simulación de la tierra, somos el número uno también. El proyecto se llama Destination Earth.

Fíjate que nosotros somos ahora 1.250 personas. Atraemos talento. Un 32% son de sesenta países. Cuando se trata de atraer talento, tenemos un sitio, que es Barcelona, que es ideal. La cultura, la gastronomía. 

¿Qué hacen? Tenemos un departamento de Computer Science, que son 400 investigadores, todo lo que tú quieras saber para construir computadores programados. Y luego tenemos tres verticales de aplicaciones, ingeniería, ciencias de la tierra, ciencias de la vida… Con todo esto que tenemos aquí, un investigador ahora no tiene excusas, tiene que soñar. 

Ha hablado de capital público. La pregunta es: ¿cuál es la fórmula buena entre capital público y capital privado para que esta supercomputación con IA al servicio de la investigación funcione?

Vamos a ver. Es una pregunta trampa. Es un problema que tiene España, que estamos corrigiendo. Solo dedicamos el 1,49% del PIB en I+D. De ese 1.49%, la participación de empresas es menor en porcentaje comparado con otros países industrializados. En España las empresas contribuyen con el 55%, pero en los países industrializados están en más del 70%. Necesitamos que las empresas se involucren más.

"Necesitamos que las empresas se involucren más en la investigación"

Eso nos deja en una gran desventaja. Lo cual induce a que acudas al sector público para que te ayude. Un ejemplo es el BSC. Existimos porque tres instituciones se pusieron de acuerdo en 1985: el Gobierno de España, el Gobierno de Catalunya y la Universitat Politècnica de Catalunya. En ese año fui a Madrid por primera vez, para hacer un BSC pequeñito, que se llamó CEPBA (Centro Europeo de Paralelismo de Barcelona).

¿El uso del computador es gratuito?

En el BSC utilizamos el 20%. El 80% es para cualquier investigador español o europeo que tiene que presentar sus proyectos a comités de evaluación en los cuales nosotros no estamos representados. Además, nosotros sobrevivimos de lo que hacemos. Piensa que de los 1.250 que somos, solamente hay catorce funcionarios. No hay ningún centro en España ni en el mundo que tenga esos porcentajes. Es prácticamente una autofinanciación: 80% competitivo y 20% institucional.

Explíqueme, por ejemplo, la relación con Repsol. 

Vinieron aquí en 2005 y nos explicaron su problema: querían optimizar la ubicación de las perforaciones en entornos hostiles, como el golfo de México. Allí, deben atravesar dos kilómetros de agua, luego un kilómetro de tierra y, después, aproximadamente un kilómetro y medio de sal. Si hay algo valioso, está debajo de esa capa de sal.

En aquel entonces, acertaban en una de cada diez perforaciones. Ahora, han mejorado, pero siguen acertando solo una de cada siete. Cada perforación cuesta 100 millones de dólares.
 

La visión de Valero pasa por un modelo inequívocamente europeísta. Foto: Agenda Pública / Tsun Ho

Cambiemos de tema. ¿Qué están haciendo en el ámbito de los chips que tanto contribuyen a la autonomía estratégica?

Cuando Europa determinó en 2017 que la supercomputación era un área estratégica y que los supercomputadores eran cada vez más costosos, decidió impulsar un proyecto a nivel europeo: EuroHPC.

Este programa tenía dos objetivos. El primero, dotar a Europa de supercomputadores potentes. El segundo, dado que no existía tecnología europea en este ámbito, fomentar el desarrollo de chips que pudieran utilizarse en supercomputadores, en el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial y en muchas otras aplicaciones derivadas de la IA.

Por cierto, un aspecto clave: la inteligencia artificial influye tanto en lo que hacemos que los centros de supercomputación deberían llamarse centros de IA. Y aquellos que cuentan con los supercomputadores más rápidos son los mejores, porque pueden desarrollar avances imposibles en otros lugares.

Cuando dice los chips de producción propia, ¿a qué se refiere exactamente?

Nos gusta mucho la colaboración entre instituciones. De hecho, somos un producto de la colaboración entre las ideas, la sociedad y las empresas. La investigación no solamente tiene que ser excelente, tiene que ser relevante, que resuelva problemas que tiene la sociedad. 

"Nos gustaría que Barcelona fuera la ciudad del diseño de chips en Europa"

Tenemos que desarrollar tecnología y eso es muy complicado, porque ni diseñamos ni fabricamos chips. El BSC ha sido pionero, en particular yo me he dedicado a convencer a Europa de que deberíamos desarrollar chips en nuestro continente. Empezamos con proyectos como el European Processing Initiative y ayer se firmó un proyecto que lidera el BSC de 240 millones de euros. Se van a hacer tres chips en tres empresas, una de ellas es española, que está en Barcelona y que se llama OpenChip, en la que el BSC es socio fundador.

Espero poder decir, dentro de tres o cuatro años, que el supercomputador Mare Nostrum 6 tiene algún chip fabricado en Barcelona. Nos gustaría que Barcelona fuera la ciudad del diseño de chips en Europa. 

Ahora todos los chips que hay de Intel, la RM, NVIDIA, van a ser cambiados, porque hay una iniciativa que se llama RISC-V, que es un código abierto. Igual que en Linux el software cambió todos los sistemas operativos, esto también va a pasar en los chips. Dentro de diez años, la mayoría de los chips seguirán esta filosofía. Tenemos una oportunidad única en Barcelona de crear 10.000 puestos de trabajo diseñando chips con gente que gana mucho dinero y esto cambiaría la ciudad totalmente.

Entonces, ¿los chips de Taiwán que generan la batalla entre EE. UU. y China?

Hay dos conceptos en los chips. Primero, hay muchos tipos. Los realmente estratégicos son aquellos que utilizan los transistores más pequeños, es decir, los que permiten incluir más transistores por centímetro cuadrado. Ahora estamos en 2 nanómetros, y nos acercamos al punto en que habrá tan pocos átomos de silicio que empezarán a aparecer fenómenos cuánticos, lo que impedirá seguir reduciendo su tamaño. Para ponerlo en perspectiva, en 10 centímetros cuadrados tenemos 100.000 millones de transistores, la misma cantidad que neuronas hay en el cuerpo humano, 10¹¹.

Pero además, los transistores que están ahí (señala el supercomputador Mare Nostrum 5), en los chips de NVIDIA, conmutan a 2.000 millones de veces por segundo (2 GHz). Y de esos tenemos millones. Eso es un supercomputador.

Entonces, hay dos conceptos: diseñar y fabricar. Dentro de los chips hay algunos relativamente sencillos, como los que se usan en coches normales, cuyos transistores tienen entre doce y veintiocho nanómetros. Pero la gran guerra está en fabricar chips con el transistor más pequeño.

"Los americanos permitirán que China invada Taiwán cuando allí ya no se fabrique ni un chip"

Los líderes en esa carrera son tres empresas TSMC de Taiwán, Samsung de Corea del Sur y Rapidus de Japón, porque IBM ha llevado toda su tecnología allí. EE. UU. tiene Intel, pero se ha quedado atrás. Y ahí viene toda la estrategia de Biden —que en realidad ya empezó con Obama— para restringir la compra de chips de Intel por parte de China.

En el mundo hay solo dos empresas que diseñan y fabrican chips: Samsung e Intel. Pero Samsung tiene una fábrica más moderna que Intel. Esto ha generado pánico en EE. UU., que se ha dado cuenta de que los chips de sus aviones se fabrican en Taiwán. Por eso protegen Taiwán. Llevo cinco años diciendo que si China se atreviera a invadir Taiwán, TSMC está minada y volaría por los aires. Para evitar este escenario, EE. UU. ha conseguido que TSMC construya una fábrica en Arizona y que Samsung haga fábricas en Austin. Los americanos permitirán que China invada Taiwán cuando allí ya no se fabrique ni un chip.

¿Dónde queda Europa entonces?

En Europa, ni se diseña ni se fabrica. Las grandes empresas que diseñan chips, como NVIDIA y Apple, no tienen fábricas. Son "fabless", es decir, diseñan, pero fabrican en TSMC o Samsung. Europa no tiene fábricas. Por eso se intentó —y aquí te doy un mensaje muy importante— que Europa tuviera fábricas de última generación. Pero entonces Europa demostró que no es Europa. Una planta de fabricación no es un problema de un solo país, es un problema europeo. Sin embargo, Alemania quiso la suya y Francia la suya.

El último ejemplo es el anuncio que hizo Macron de un plan francés de 109.000 millones de euros en la cumbre de IA en París, con dinero de Emiratos Árabes y Canadá. Y dos días después, Von der Leyen anunció un plan europeo.
 

Las gigafactorías empujarán los límites actuales de la supercomputación. Foto: Agenda Pública / Tsun Ho

Explíqueme el chip que quiere. 

Yo lo que querría es que en el Mare Nostrum 6 hubiera chips que, aunque no podrán competir con los de NVIDIA, sean un paso adelante, para que si sale bien en el segundo paso, ya podamos competir. Si se protege el mercado, no tengo ninguna duda de que en Europa en diez años podemos tener chips mejores que cualquier otro. 

¿Qué significa proteger el mercado?

Es la protección pública. Yo creo que EE. UU. lo ha hecho toda la vida. Proteger a las empresas. En Europa hemos sido muy tímidos con las ayudas de Estado. Espero que ahora con Trump no seamos tímidos y protejamos a nuestras empresas.  

Pero lo más importante es que la IA esté al servicio del sector productivo y de la sociedad. Aquí tenemos varias spin-offs de las que estoy muy orgulloso. 

"El objetivo de la ciencia no es publicar, es resolver problemas de la sociedad. Es hacer un país más productivo, con más puestos de trabajo y un mundo mejor"

Un ejemplo: desde un reloj inteligente puede advertirse de las probabilidades de tener un ictus. Ahora sabemos que el ictus avisa con antelación. Se trata de poder detectar ese aviso a partir de los electrocardiogramas que hace regularmente el reloj que llevamos en la muñeca. Para ello, se ha entrenado una red neuronal a partir de muchos datos de millones de pacientes de ictus y la IA ha detectado alteraciones en el electrocardiograma. Si nuestro reloj registra electrocardiogramas normales, los desecha. Pero si tiene alteraciones detectadas con la IA, el reloj lo manda al centro de datos y actúa en consecuencia. La detección precoz puede salvar muchas vidas. El centro de datos tiene también en cuenta la parte genética, ya que se sabe que el 40% de los ictus son heredados. En definitiva, la IA puede ser muy beneficiosa para tener una sociedad más sana, y, por lo tanto, mejor. 

El objetivo de la ciencia no es publicar, es resolver problemas de la sociedad. Es hacer un país más productivo, con más puestos de trabajo y un mundo mejor.

¿Esto es lo que nos diferencia de EE. UU.? 

Sí, es una de las cosas que nos diferencia. 

Para esto son las gigafactories. Llevar la IA a cualquier rincón donde la podamos aprovechar. Por ejemplo, hemos decido hacer tecnología dual para la seguridad nacional y europea. Creo que es nuestra obligación. Tenemos el mejor simulador de aviones en vuelo, que es una mezcla que hacemos aquí con la IA. Airbus ha dicho que es el mejor simulador que hay en el mundo. Pues bueno, eso puede crear muchos puestos de trabajo. El objetivo es crear puestos de trabajo de alta calidad. Para hacer eso, tienes que tener ideas que creen en empresas. 

Marc López y Mateo Valero durante la conversación con el supercomputador Mare Nostrum 5 en el fondo. Foto: Agenda Pública / Tsun Ho

Volvamos, para terminar, a la voluntad de Barcelona de conseguir una AI gigafactory.  

Se va a producir una batalla tremenda por poner centros que van a tener más de 100.000 aceleradores, pueden tener más de 200.000. Actualmente, en el Barcelona Supercomputing Center contamos con 4.500 y, aun así, estamos en el octavo puesto a nivel mundial. En comparación, Meta dispone de 100.000, Google planea alcanzar 1,3 millones y Elon Musk ya tiene 200 millones. Es un escenario vertiginoso.

"Barcelona quiere ser una AI Gigafactory"

En este contexto, Barcelona aspira a convertirse en una AI Gigafactory. ¿Por qué? En términos científicos, estamos a la vanguardia, pero necesitamos financiación y una alianza estratégica entre administraciones y empresas. Contamos con el respaldo total de Salvador Illa y Pedro Sánchez, pero ahora el reto es movilizar recursos. Debemos conectar con mil pymes y con todas las grandes empresas del país para que inviertan en este proyecto y comprendan el valor que la inteligencia artificial puede aportarles.

Nosotros hemos mandado el primer informe ya, pero nos falta —y no es crítica—, tener gente de alto nivel español en los puestos de decisión de Europa. Sobre todo en ciencia no tenemos a nadie. 

Y, por último, quiero preguntarle por la energía. Todo esto consume mucha energía. ¿Cómo hacemos para compatibilizar con la transición ecológica?

Cada chip consume mucha energía. Sabemos que a nivel mundial se necesita una energía equivalente a 3.000 centrales nucleares de un gigavatio cada una. España consume treinta gigavatios en total, que es el 1% de la energía gastada a nivel mundial. El 1% es también, lo que gastan en la actualidad, estas máquinas en EE. UU.

Pero ten en cuenta que gastan energía, pero su uso hace que se produzca muchísima más energía, con lo cual el saldo es totalmente positivo para la unidad. Casos como la fusión, el cambio climático o los nuevos materiales. Te voy a poner otro caso, cómo vuelan los aviones, los coches, las baterías. Sin estas máquinas no tendríamos, por ejemplo, aerogeneradores para Iberdrola que las hacemos aquí y son entre un 15 y un 20% más eficientes. Nuestro departamento de Computer Sciences investiga, por ejemplo, en cómo optimizar la energía que gastan los chips.

Muchas gracias.
 

Mateo Valero, director del Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación.​ Foto: Agenda Pública / Tsun Ho