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?
Echemos un vistazo más profundo a cómo se ven las supercomputadoras hoy para descubrirlo.
El supercomputador más poderoso del mundo
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 mil teraflops, o un cuatrillón de operaciones de punto flotante por segundo. Pruebas comparativas de PC: ¿Qué son, y realmente importan? Pruebas de evaluación comparativa de PC: ¿qué son, y realmente importan? Hay muchos sitios técnicos en Internet que se ocupan de puntos de referencia, una gran cantidad de tablas y números para casi cualquier pieza de hardware en el mercado. ¿Pero, qué quieren decir? Lee mas .
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 friolera 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 Cumbre . 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 conoce 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 ¿Qué es una CPU y qué hace? ¿Qué es una CPU y qué hace? Los acrónimos informáticos son confusos. ¿Qué es una CPU de todos modos? ¿Y necesito un procesador quad o dual-core? ¿Qué hay de AMD o Intel? ¡Estamos aquí para ayudar a explicar la diferencia! Lee mas .
- Cada grupo núcleo 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
- Titán (Estados Unidos): 560, 640 núcleos, 17, 590 TFlops / s
- Sequoia (Estados Unidos): 1, 572, 864 núcleos, 17, 173 TFlops / s
- Trinidad (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 los supercomputadores?
¿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. Dibujamos 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. Utilizando una supercomputadora en la Universidad de Cornell, los investigadores pudieron desarrollar nuevas terapias que eventualmente ayudaron a la comunidad médica. 8 Tecnología Médica Avances que puede necesitar Un día 8 Avances en tecnología médica que puede necesitar algún día Créalo o no, la velocidad de los avances tecnológicos sigue aumentando, y muchos avances están sucediendo en el campo de la medicina. ¡Mira estas increíbles cosas nuevas! Lea más para reducir o curar la enfermedad hepática en pacientes.
- El Departamento de Defensa de EE. UU. 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 de los EE. UU. Utiliza supercomputadoras en el Laboratorio de Investigación del Ejército para realizar simulaciones avanzadas que ayudan a los investigadores a llevar a cabo "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 "Cúmulo de cóndores", 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 puede ver, hay muchas demandas de todas las industrias, agencias gubernamentales y militares para obtener potencia informática avanzada.
¿Están los computadores cuánticos a continuación?
Cada avance en la velocidad de la supercomputadora es el resultado directo de una mayor cantidad de transistores empaquetados en microprocesadores en 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 1s y 0s 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 superior que hace la lista 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? ¿Qué país crees que encabezará la lista en 2018 y más allá?