La
definición de diccionario de una supercomputadora es “una computadora central
particularmente potente”.
El “poder”
de una supercomputadora se define por la cantidad de operaciones que el sistema puede procesar cada segundo.
Esta
es una definición amplia con un objetivo que cambia cada vez que avanza la tecnología informática. Las computadoras
personales más rápidas de la actualidad están procesando operaciones a la velocidad
que las supercomputadoras realizaban varias décadas atrás. Así de rápido
cambia esta tecnología.
Entonces,
¿Qué es una supercomputadora, realmente?
El supercomputador más poderoso del mundo
Actualización: Este artículo fue escrito hace unos años, obviamente han habido cambios en la lista. Si quieres conocer la lista actual debes hacer clic aquí.
Durante
muchos años, EE. UU., China y Japón lucharon por ser el país que tenía el supercomputador
más rápido del mundo. “Rápido” se define por la cantidad de petaflops que
puede realizar el sistema informático. Un petaflop es
de mil teraflops, o un cuatrillón de operaciones
de coma flotante por segundo.
Para
2013, las dos supercomputadoras más poderosas que existían eran:
- El Cray
Titan en Oak Ridge, que cuenta con una capacidad de procesamiento
de 17.59 petaflops.
- El IBM
Sequoia en Livermore Labs, empujando 17.17 petaflops.
Sin
embargo, ese año China se hizo cargo de la NUDT Tianhe-2 en
Guangzhou, con la nimiedad de 33.86 petaflops. Este sistema fue el rey,
hasta 2016 cuando el Sunway TaihuLight en Wuxi, China finalmente
se llevó el premio con un impresionante 93.01 petaflops.
Según Top500, el
próximo rey de los supercomputadores debería ser la Summit . Esta es una
supercomputadora en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, que se espera que
entre en funcionamiento en el verano de 2018.
Mirando más profundo en una supercomputadora
Ahora
que conoces el estado de la actual carrera de supercomputación, echemos un
vistazo más de cerca al funcionamiento interno de estas impresionantes
maravillas de la tecnología. Examinemos el Sunway Taihulight.
El
Taihulight es una computadora súper eficiente con la siguiente arquitectura de
procesador:
- Procesadores
SW26010 de 1,45 GHz, cada uno con cuatro grupos de núcleos.
- Cada grupo de núcleos
contiene 65 núcleos para un total de 260 núcleos por nodo.
- Cada armario del
sistema contiene 1.024 nodos.
- Todo el sistema
contiene 40 armarios.
Para
conectar todos estos gabinetes, los constructores de este impresionante sistema
hicieron a medida su propia red de conexiones PCIe 3.0 a la que han denominado
la “Red Sunway”.
La
red conecta los conmutadores, el hardware para compartir recursos y todos los
supernodos a través de cables de 7 pulgadas que transmiten datos a 70 terabytes
por segundo.
La
siguiente es la lista actual de los
10 supercomputadores más rápidos del mundo, de
acuerdo con Top 500.
- Sunway TaihuLight (China): 10,649,600 núcleos, 93,014
TFlops/s
- Tianhe-2
MilkyWay-2 (China): 3,120,000
núcleos, 33,962 TFlops/s
- Piz Daint (Suiza): 361,760 núcleos, 19,590
TFlops/s
- Gyoukou (Japón): 19,860,000 núcleos, 19,136
TFlops/s
- Titan (Estados Unidos): 560,640 núcleos,
17,590 TFlops / s
- Sequoia (Estados Unidos): 1,572,864 núcleos,
17,173 TFlops/s
- Trinity (Estados Unidos): 979,968 núcleos,
14,137 TFlops/s
- Cori (Estados Unidos): 622,336 núcleos,
14,015 TFlops/s
- Oakforest-PACS (Japón): 556,104 núcleos, 13,555
TFlops/s
- K Computer -
Sparc64 (Japón): 705,024
núcleos, 10,510 TFlops/s
Es
un vasto campo de juego que involucra laboratorios avanzados e instalaciones
gubernamentales en todo el mundo. Los líderes no solo se ganan el respeto
de los expertos en informática en todo el mundo, sino que también la carrera
por la cima tiene una carga política. Y con costos de supercomputadora que
alcanzan los miles de dólares por hora, estas compañías probablemente también
ganan mucho dinero.
¿Para qué se utilizan las supercomputadoras?
¿Por
qué alguien necesitaría un sistema informático que pueda procesar cuatrillones
de operaciones de coma flotante por segundo?
La
realidad es que, en muchas industrias diferentes, hay necesidades que requieren
un poder de cómputo masivo. Aquí hay algunos usos de supercomputación en
la industria, los gobiernos y el ejército.
Un
informe redactado por International Data Corporation en 2014 se
adentró en docenas de escenarios del mundo real donde se usaban
supercomputadores. Muestro los siguientes ejemplos de ese estudio.
Industria
- General Electric,
un jugador importante en la industria aeroespacial, colaboró con
expertos en computación en el Laboratorio Nacional Oak Ridge para producir simulaciones avanzadas de motores a
reacción. Las simulaciones ayudaron a GE a identificar un fenómeno
del motor que ayudó a la empresa a mejorar la eficiencia general del
combustible.
- Los científicos de
los laboratorios nacionales Lawrence Livermore utilizaron las
supercomputadoras para desarrollar una nueva técnica para la recopilación de datos del subsuelo. Esto
permitió a la industria de petróleo y gas de los Estados Unidos
identificar más fácilmente las reservas de petróleo en el Golfo de México
y reducir la dependencia de Estados Unidos del petróleo extranjero.
- Los ingenieros de
Boeing utilizaron supercomputadoras para crear simulaciones de aeronaves que
condujeron a mejores diseños aerodinámicos, para que pudieran producir
aeronaves más eficientes en combustible y más seguras.
Gobierno
- Los Centros para
el Control de Enfermedades y la Universidad de Cornell colaboraron para
crear un modelo altamente detallado del virus de la hepatitis
C. Usando una supercomputadora en la Universidad de Cornell, los
investigadores pudieron desarrollar
nuevas terapias que eventualmente ayudaron a la comunidad médica a reducir o curar la
enfermedad hepática en pacientes.
- El Departamento de
Defensa de Estados Unidos usó una supercomputadora para desarrollar nuevos modelos
meteorológicos que ayudarían a los meteorólogos a predecir
huracanes y ciclones potencialmente peligrosos. Los modelos
informáticos más avanzados de estas tormentas proporcionaron la capacidad
de predecir los peligros hasta cinco días antes del impacto.
Militar
- El Ejército Estadounidense utiliza
supercomputadoras en el Laboratorio de Investigación del
Ejército para ejecutar simulaciones
avanzadas que ayudan a los investigadores a realizar “experimentos
destructivos en vivo y demostraciones de prototipos”. De lo contrario, su
funcionamiento con un equipo real sería prohibitivo.
- Uno de los
supercomputadores más inusuales utilizados por el ejército de los EE. UU.
Fue llamado “Condor Cluster,” creado
por la Fuerza Aérea de los EE. UU. En 2010. Los ingenieros conectaron
1.760 consolas Sony PlayStation 3 para crear el núcleo del
supercomputador. Era capaz de 500 TFlops y se utilizaba para tareas
como el reconocimiento de
patrones, el procesamiento
de imágenes satelitales y la realización de investigaciones de inteligencia artificial.
Como
puedes ver, hay muchas demandas de todas las industrias, agencias
gubernamentales y militares para obtener potencia informática avanzada.
¿Están los computadores cuánticos por delante?
Cada
avance en la velocidad de la supercomputadora es el resultado directo de una
mayor cantidad de transistores empaquetados en microprocesadores a una escala
cada vez más pequeña. A medida que estos microcircuitos continúan
reduciéndose a una escala atómica, muchos futuristas predicen que la próxima
etapa en los supercomputadores estará en el ámbito de las computadoras cuánticas.
¿Qué es una computadora cuántica?
La
computación cuántica es una visión única de la tecnología informática. En
lugar del microprocesador
tradicional basado en transistores, los
científicos esperan capitalizar la manipulación del estado de las partículas
subatómicas.
Las
partículas subatómicas se adhieren a leyes muy extrañas de la física, muchas de
las cuales los investigadores solo han descubierto en el pasado muy reciente. Experimentando
con varias técnicas para controlar los estados subatómicos de estas partículas,
los científicos esperan reemplazar los 1’s y 0’s de un transistor clásico con
un estado equivalente 1 o 0 de estas partículas cuánticas.
Otra
palabra para estas partículas de dos estados son bits cuánticos (o
“qubits”).
El
aspecto alucinante de la computación cuántica es el hecho de que los muchos
estados disponibles de estas partículas pueden permitir que estas computadoras
almacenen más que solo 1 o 0.
¿Hay alguna supercomputadora cuántica?
La
razón por la que no has escuchado acerca de una supercomputadora cuántica que forme
parte de Top500 todavía es porque aún no existe una supercomputadora cuántica
estable.
IBM ofrece acceso
en línea a un sistema de 20 qubits para uso de los investigadores. Los
investigadores generalmente usan computadoras cuánticas para cálculos y
análisis específicos para los que son adecuados, como las simulaciones
químicas.
Los
creadores de las computadoras cuánticas usan términos que no hace mucho tiempo
eran en su mayoría de naturaleza teórica. Pero ahora, los científicos que
construyen estos sistemas describen interacciones muy reales entre “qubits”
como “enredos”. Describen estados específicos de qubits como “coherencia”. Por
lo tanto, es casi imposible comparar estos sistemas con computadoras
tradicionales.
Los
sistemas grandes que podrían tener alguna esperanza de competir con las
supercomputadoras tradicionales de hoy en día aún son demasiado
inestables. Por ejemplo, en noviembre de 2017, IBM anunció que había
construido una computadora cuántica de 50 qubits. Sin embargo, solo podría
contener su “microestado” cuántico durante 90 microsegundos.
Las
computadoras cuánticas son una gran promesa para el futuro, pero en este
momento ofrecen poca competencia para las supercomputadoras tradicionales
basadas en silicona.
¿Qué crees que depara el futuro?
¿Dónde
crees que se encamina el futuro de la tecnología de supercomputación? ¿Crees
que las computadoras cuánticas están más cerca en el horizonte de lo que la
gente cree? Por favor comparte el post en las redes sociales.
Fuente:
Makeuseof
Alguna vez trabaje con super computadoras control data y sun microsystems.. Gracias...
ResponderBorrar¡Saludos cordiales Sergio!
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