El cluster se estableció bajo la dirección de Duncan Mowbray, Ph.D., docente de la Escuela de Ciencias Físicas y Nanotecnología.

La Escuela de Ciencias Físicas y Nanotecnología de la Universidad Yachay Tech abrió el cluster computacional Imbabura en junio de 2018. El propósito del cluster es darle a los estudiantes y docentes de la Escuela una plataforma para realizar cálculos paralelos de física computacional. Por el momento, el cluster funciona con 35 estaciones de trabajo, o nodos, que se conectan juntos a través de un switch a un nodo frontal que es accesible desde dentro y fuera del campus de la Universidad. Cada nodo funciona con el sistema operativo Ubuntu 18.04 y consiste de núcleos Intel Xeon 3.6 Ghz Quad con 32 Gigabytes de memoria RAM, con acceso vía RSA. Tiene instalados los softwares GPAW, Quantum Espresso, SIESTA, Orca, DFTB, y Mathematica.

El cluster computacional Imbabura está localizado en el Centro de Datos de los laboratorios E2-E3. La principal característica de esta habitación es un UPS de veinte kilovoltios que tiene el propósito de proteger el equipo de flujos irregulares de energía. Cuando uno de estos episodios ocurre, el UPS mantiene el flujo de energía constante hacia los equipos por tres horas. Esto le da a los encargados la oportunidad de apagar los equipos manualmente y prevenir pérdidas de datos y progreso. Esta es la principal razón por la que el equipo decidió colocar a Imbabura en el Centro de Datos.

Imbabura tiene la capacidad de procesar varios cálculos simultáneamente. El sistema funciona de forma que un nodo puede realizar un cálculo y después transmitir los resultados, a través del switch, hacia el nodo frontal. El Switcher, donado por la compañía canadiense Pundit, se conecta con los computadores para permitir que accedan al mismo disco para registrar los resultados de los cálculos. Es así que el proceso de cálculos funciona de la siguiente manera: el nodo frontal colecta los datos y crea una lista de “trabajos” que designará a otros computadores, cada computador completa un trabajo y regresa los resultados al disco central que le asignará un nuevo trabajo. Esto se consigue a través del uso de Slurm Workload Manager. un sistema de trabajo en cola que maneja las tareas del cluster. De esta forma, los estudiantes y profesores podrán ingresar al disco central y correr una tarea que será ordenada en términos de prioridad y asignada al nodo correcto para la utilización del cluster en su capacidad total.

Un ejemplo del uso del cluster puede ser el cálculo de las vibraciones de una molécula. Para empezar, un físico experimental debe observar la vibración de cada átomo de la molécula, para lograr crear una curva de la vibración de la molécula. Sin embargo, para lograr esto es necesario correr cálculos con las medidas de vibración de los átomos en todas las direcciones. Aquí es cuando el cluster es útil. Es posible correr los cálculos de cada en una computadora, luego el cluster compila los resultados en el nodo central y con esos cálculos un físico computacional puede construir una matriz y correrla de nuevo en el cluster para construir la curva de la molécula en su totalidad.

Este cluster ayudará a brindar  los estudiantes la experiencia de trabajar con un asignador de tareas, que es lo que deberían hacer para poder usar cualquier sistema de supercomputación. Es así que, como parte de sus cursos, los estudiantes aprenderán acerca del uso de un ambiente de computación de alto rendimiento, o supercomputador. El cluster computacional Imbabura estará abierto para los estudiantes que tomen el curso de Física Computacional y a docentes de la Universidad Yachay Tech. Profesores de otras universidades pueden solicitar acceso a dmowbray@yachatech.edu.ec.