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Los mayores supercomputadores del mundo

Manuel Blázquez - Sistemas de información

31 de Marzo de 2012

Más grandes, con mayor capacidad de procesado, más rápidos. ¿Dónde está su límite? Conozcan los supercomputadores más impresionantes del mundo.


El 20 de julio del verano de 1969, el Apolo 11, con el módulo lunar Eagle, aterrizó en la superficie de la Luna. Junto con la nave Columbia que se mantuvo en órbita, con Collins a los mandos, formaba una frágil estructura que hizo historia. Para guiar la nave entre la Tierra y la Luna se empleo el AGC, siglas en inglés de Apollo Guidance Computer o Computador de Guiado del Apolo.

El AGC ser trataba de un ordenador diseñado en el Massachusetts Institute of Technology, también conocido por MIT y fue el primer ordenador que empleo circuitos integrados para componer la arquitectura lógica y de comunicación. Disponía de 74 kilobytes de memoria de almacenamiento y contaba con 4 kilobytes adicionales que actuaban como memoria RAM.

Realmente el ordenador era un proyecto puramente artesanal, en el que las conexiones se hicieron mediante la técnica de wrapping (enrollado de cables alrededor de los terminales de contacto) y se protegieron con resina epoxi. Todavía no se había extendido la fabricación de placas de circuito impreso. Incluso para un experto en electrónica, es sorprendente cómo se pudo guiar una nave espacial hasta la Luna con circuitos diseñados con tecnología de diodos (DL) y tecnología de transistor-diodo (DTL).

En comparación con los diseños actuales, tanto el hardware como el software desarrollado, eran verdaderos dinosaurios del Jurásico.

Las capacidades actuales utilizan prefijos

Más de cuatro décadas después, es cosa de románticos revisar este tipo de tecnologías de la información. Una simple consola de videojuegos de menos de 200 euros sería capaz, con la actual tecnología de dirigir toda una flota de naves espaciales como el Eagle de forma coordinada.

Las cifras relacionadas con los dispositivos electrónicos han multiplicado sus prestaciones por millones de veces. De hecho, cualquier memoria flash que lleva un simple pendrive tiene una capacidad de varios Gigabytes (casi 1,1 millones de kilobytes). Y en los grandes y complejos supercomputadores, la capacidad se mide en Exabytes, es decir, billones de kilobytes. Si billones, millones de millones.

El FLOPS, el representante de las características de los ordenadores

Similares características se dan con otros parámetros, como la frecuencia de cómputo, la transmisión de bits en comunicaciones o la escala de integración de los componentes. No obstante, aunque todas las magnitudes han crecido en casi medio siglo de forma exponencial, no todas lo han hecho siguiendo una evolución similar. Dada la heterogeneidad de las evoluciones, lo mejor sería elegir un parámetro que, habiendo crecido en magnitud a lo largo del tiempo, sea el candidato para representar una evolución en conjunto.

La medida más habitual y por otra parte menos conocida, para determinar el rendimiento de un ordenador, es su capacidad de cálculo. La magnitud se expresa en FLOPS, siglas de “operaciones de punto flotante por segundo” o en idioma inteligible, operaciones matemáticas con decimales por segundo.

Por tanto, si la historia comienza con un pequeño ordenador que llevó al hombre a la Luna, sería interesante fijar el valor de FLOPS que poseía el AGC. La respuesta es muy sencilla: CERO. El AGC sólo era capaz de calcular números enteros. Pues bien, comencemos el repaso ascendente de los supercomputadores de su tiempo.

La evolución de una especie

Para llevar la cuenta de los números que se expresan a continuación, el uso de los prefijos numéricos de las cifras es fundamental para no marearse con tanta cifra. Así, viajando a través de los números de mil en mil, la serie comienza con mil FLOPS que corresponden a un kiloFLOPS, mil kiloFLOPS que corresponde con un megaFLOPS y así sucesivamente con el gigaFLOPS, el teraFLOPS, el petaFLOPS para acabar con el exaFLOPS. No es que no haya más prefijos sino que cerca de esta cifra está la frontera de la tecnología actual.

Con anterioridad a los años 90, los superordenadores constituyeron la avanzadilla en el terreno de la máxima computación pero su capacidad de cálculo apenas superaba el gigaFLOPS. En 1993, el laboratorio nacional aeroespacial japonés, construyó el Numerical Wind Tunnel con capacidad de cálculo de 235 gigaFLOPS. Cuatro años después, se instaló el ASCI Red en las instalaciones de los Laboratorios Nacionales de Sandia en Estados Unidos con una primera versión con capacidad de 1830 gigaFLOPS. La segunda versión en 1999 supero los 3.000 gigaFLOPS y el nuevo siglo dio a luz una tercera versión, el ASCI White, de 12.000 gigaFLOPS.

En 2002 entró en operación, el Earth Simulator, un desarrollo de las agencias japonesas NASDA, JAERI y JAMSTEC para aplicaciones de carácter científico, que se utilizó para simular condiciones climáticas a nivel global terrestre. Para ello, se emplearon más de 5.000 CPUs que, de forma coordinada, han alcanzado la cifra de 41 teraFLOPS.

Pasando por tres versiones diferentes entre 2004 y 2007, el supercomputador BlueGene/L se configuró con casi 213.000 núcleos de CPU para presentar una capacidad de cálculo de 582 TeraFLOPS, funcionando actualmente en las instalaciones del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía de los Estados Unidos. En el mismo emplazamiento se ha instalado recientemente el supercomputador Jaguar de 224.000 núcleos con una capacidad de cálculo de 2,22 PetaFLOPS.

El rey de los supercomputadores se ha instalado en Tianhe, China, en el Centro Nacional de Supercomputación. Precisamente su nombre, Tianhe-1A, de este diplodocus de los ordenadores se debe a la localidad. Pues bien, este ordenador utiliza 186.000 núcleos de CPU para procesar con 4,7 petaFLOPS, duplicando la capacidad de su inmediato perseguidor en el ranking.

A la vista de la evolución exponencial, es de esperar que en menos de dos años se duplique las capacidades del próximo monstruo de la computación, pudiendo acabar la década con cifras que empiecen por Exa.