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Llega la computación a potencia de Exaflops

Los laboratorios nacionales Sandia y Oak Ridgehan iniciado el desarrollo de un nuevo concepto para la próxima generación de superordenadores - superordenadores que serán capaces de analizar datos de una enorme cantidad de partículas en tiempo real, para examinar y predecir las condiciones del mundo real.

La capacidad bruta de cálculo de los superordenadores actuales es todavía descrita como terascala, la era que se inició hace unos 10 años. Por ejemplo, el TACC anunció su 504 TFlops Ranger superordenador, el segundo sistema más potente de su tipo, justo ayer. La supercomputadora más rápida del mundo es IBM BlueGene / L con un pico de rendimiento de 596 TFlops.

Para poner esta cifra en perspectiva, la potencia de cálculo típica de cuatro núcleos PC actualmente se estima en cerca de 50 GFlops, lo que significa que Blue Gene / L es aproximadamente 12000 veces más rápido que lo que algunos de ustedes puede usar al leer este artículo. La gama alta de tarjetas gráficas trabaja hasta con 500 GFlops, pero los PC carecen de la capacidad de memoria y ancho de banda de los superordenadores y no son comparables.

Una computadora con potencia de un Petaflop, que puede convertirse en realidad dentro de los próximos uno o dos años, será 1000 veces más rápida que un sistema de un Teraflop. Ahora los científicos están hablando de sistemas de Exaescala, que serán 1000 veces más rápidos que los de Petascala. Un superordenador de un Exaflop será capaz de un millón de millones de cálculos elementales cada segundo.

Para lograr este objetivo, los científicos, han comenzado a sentar las bases y requisitos generales para un sistema de este tipo. La idea básica, son "novedosas e innovadoras arquitecturas de ordenadores", que serán capaces de cerrar las lagunas críticas entre pico teórico de rendimiento y los resultados reales.

Un desafío clave será la creciente divergencia entre el movimiento de datos y la velocidad de procesamiento. "En un ordenador exascala, los datos podrían ser decenas de miles de veces superiores de la que el procesador admite", dice el Doug Sandia arquitecto del ordenador Doerfler. "Pero hasta que el procesador toma sus datos, no tiene nada útil que hacer. "Una de las claves para la escalabilidad es asegurarnos de que todos los procesadores tienen que trabajar en algo en todo momento."

A pesar de que los superordenadores siempre han trabajado con softwares altamente paralelos, los procesadores de varios núcleos crean nuevos problemas para los científicos y, sobre todo, cuando hay decenas de núcleos en uno solo.

"Con el fin de seguir avanzando en la gestión de aplicaciones científicas en estas gran escalas, se necesitamos para hacer frente a nuestra capacidad para mantener el equilibrio entre el hardware y el software", dijo Jeff Nichols, que dirige la rama del Instituto Oak Ridge. "Hay grandes desafíos y programación de software y nuestro objetivo es hacer I + D para cerrar algunas de las lagunas".

Un problema bastante evidente es el consumo de energía tales equipos. Muchas organizaciones ya están planeando sus supercomputadoras disponibles alrededor de las necesidades de energía e incluso la construcción de estos sistemas cerca de las plantas de energía, como los sistemas de Petascala fácilmente puede consumir 5 Mwatios y dar lugar hasta millones de dólares en las facturas de energía. Los investigadores dice que justo por el enorme costo que "quieren lograr que disminuya." Por ahora, no hay información sobre la manera en que esto podría lograrse.

Sandia ASCI Red fue el primer sistema de Teraflop. Inaugurado en 1997, utiliza 10000 procesadores Pentium para lograr 1 TFlops - o mil millones de operaciones matemáticas elementales por segundo. Los ordenadores Exascale están comenzando a tomar forma, pero evidentemente tendrán que esperar varios años hasta que tengamos una mejor idea de cómo serán estos sistemas.