Librerías de altas prestaciones de acceso libre

Librerías de altas prestaciones de acceso libre

Librerías de altas prestaciones de acceso libre

Los dispositivos móviles, la computación distribuida, el procesado de grandes datos, su velocidad y necesidad de memoria, la precisión en los resultados,  son factores que influyen en el modo de trabajo de los investigadores de los diferentes grupos que forman parte del proyecto Prometeo. Conversamos con Pedro Alonso, Francisco Martínez, Carla Ramiro y José Ranilla sobre el papel de las librerías en las que investigan, sus retos y logros en este campo.

¿Qué función tienen las librerías?

Los sistemas de altas prestaciones permiten reducir el tiempo de ejecución de los problemas más complejos, sin embargo su utilización conlleva algunas dificultades. Los investigadores necesitan conocer en profundidad diferentes lenguajes de programación y características de la arquitectura para explotar al máximo su capacidad computacional. En este sentido, las librerías de altas prestaciones se convierten en herramientas esenciales para los especialistas de cualquier campo ya que pueden generar sus programas de manera más sencilla y eficiente sin tener que desarrollarlos desde cero.

¿quiénes suelen ser los usuarios principales?

Las librerías que desarrollamos nosotros suelen ser librerías de algoritmos matriciales que utilizan las últimas técnicas computacionales para dotarlas de altas prestaciones lo que las hacen útiles en cualquier aplicación de ingeniería.

Estos son algunos de los campos más destacables donde nuestras librerías tienen aplicación: análisis de datos, análisis de imagen, separación de fuentes, aprendizaje de máquinas, procesamiento de señal, y sistemas de comunicación. Por lo tanto los usuarios principales son aquellos investigadores y profesionales que trabajan en cualquiera de estos campos. Por ejemplo: Las compañías y universidades envueltas en los procesos de estandarización de los sistemas de comunicación que son los encargados de diseñar, desarrollar y validar las distintas tecnologías pueden hacer uso de estas librerías para obtener sus resultados de forma más rápida.

¿cuál es la singularidad de estas librerías?

  • StructPack: Es una librería de altas prestaciones para resolver problemas matriciales típicos sobre matrices estructuradas. Las matrices estructuras aparecen en muchos problemas y aplicaciones como por ejemplo en campo de procesamiento de la señal.
  • NNMFPack: Es una librería de altas prestaciones para la Factorización de Matrices No Negativas (NNMF). Actualmente NNMF es una herramienta esencial en muchos campos que abarcan el aprendizaje de máquinas, análisis de datos, análisis de imágenes o la separación de fuentes de audio, entre otros.
  • MIMOPack: Es una librería de altas prestaciones para facilitar la simulación de sistemas de comunicación MIMO. Actualmente, los sistemas MIMO están siendo utilizados en la mayoría de los estándares de comunicación y con total seguridad serán utilizados por los futuros estándares.

¿Cuáles son los retos a los que se enfrentan?(Con qué dificultades se encuentran actualmente en su campo de investigación y cuál es la finalidad de las líneas temáticas del proyecto para superar esas dificultades)

Los retos de nuestro tipo de investigación se focalizan en dos aspectos fundamentales: precisión en los resultados de nuestros algoritmos y eficiencia en la ejecución de los mismos, tanto por el tiempo que conllevará dicha ejecución como por la cantidad de recursos necesarios para llevar a cabo los cálculos (necesidades de memoria, velocidad en los procesadores y en las comunicaciones, energía consumida, …). Las dificultades vienen impuestas por las herramientas que empleamos: suelen ser herramientas complejas de utilizar (su curva de aprendizaje suele ser costosa), además de los problemas matemáticos que suelen subyacer tras los problemas físicos a los que nos enfrentamos y las limitaciones tecnológicas impuestas por el estado del arte en la tecnología actual de procesadores y herramientas de paralelización.

 ¿Queda mucho por  investigar en su campo de actuación? ¿Hacia dónde, cuáles son las tendencias  corto y medio plazo?

Siempre queda mucho por investigar en prácticamente cualquier campo de la Ciencia y de la Técnica y el nuestro no iba a ser menos. Depende de las aplicaciones finales y su contexto, pero probablemente las tendencias más relevantes apunten a realizar computación de manera distribuida, probablemente en terminales móviles, siendo por tanto conscientes de que el consumo energético es una variable muy importante a tener en cuenta; también participando en el paradigma de la internet de las cosas, preprocesando la información en la medida de las posibilidades, facilitando la toma de decisiones en instancias superiores, participando también en el otro paradigma tan relevante hoy en día como es el big data, …

¿De qué iniciativa/logro se sienten especialmente orgullosos?

De haber puesto en marcha una línea común de trabajo que aglutina el esfuerzo de varios grupos de investigación, que vuelcan sus resultados en este conjunto de librerías accesible por cualquier persona o entidad que desee utilizarlas libremente. Es una forma de retornar a la propia sociedad el esfuerzo que pone, en la medida de sus posibilidades o necesidades aunque siempre será deseable que fueran mayores, en el apoyo a la investigación.

Deja una respuesta