Las supercomputadoras: ¿Qué son? ¿Para qué sirven?

Las supercomputadoras, son equipos informáticos con gran capacidad de cálculo y procesamiento de datos (big data). Existen desde la creación de las computadoras y siempre fueron evolucionando a la par de las PCs personales, sólo que han sido orientadas y usadas en investigaciones científicas, simulación de manejo de datos y adminstración de grandes volúmenes de información.

También se las conoce hoy en día como ordenadores de alto desempeño, y están comenzando a dejar de usarse en investigaciones científicas y gubernamentales, para ingresar al ámbito de las empresas privadas, donde también se las usa para procesar grandes cantidades de datos, como lo hacen en Amazon, Google, Facebook o Apple, entre otros.

Conocer sobre las supercomputadoras nos acerca a los orígenes de la computación, son conceptos básicos del campo de la computación que todo geek debería conocer hoy en día.

primer supercomputadora de la NASA, IBM 704 de 1957

Una de las primeras supercomputadoras de la NASA, IBM 704 de 1957

Las supercomputadoras: Concepto

Las supercomputadoras son equipos de procesamiento informático de alto rendimiento. Se caracterizan por tener una potencia y capacidad de cálculo / procesamiento de datos que es cientos o miles de veces más rápida que cualquier computadora personal, notebook o equipo PC similar (sólo que en ellas no es necesario recurrir a técnicas para optimizar el PC pues nunca van lentas)

A diferencia de los equipos de informática personales, las supercomputadoras son equipos de computación (computadora) que tienen dentro de su hardware cientos o miles de procesadores (CPU), los cuales trabajan de forma organizada y en conjunto para procesar los llamados big data.

Estos datos son analizados, alterados y usados para una infinidad de trabajos tanto en los ámbitos de la educación, militar, gubernamental, así como en investigaciones privadas. Sus discos duros a la vez se encuentran unidos en RAID (arreglos), que le permiten maximizar aún más la velocidad de procesamiento de datos.

La velocidad de procesamiento de estas supercomputadoras se mide en Teraflops, una unidad de medida informática que mide las operaciones por segundo que realiza un ordenador.

supercomputadora moderna de la NASA en acción

Muchas personas al escuchar hablar de supercomputadoras imaginan que usan componentes diferentes a las PCs de escritorio, y si bien algunos componentes son un poco más extravagantes que en cualquier equipo de sobremesa, lo cierto es que usan los mismos CPUs, discos y memoria RAM que tu PC.

La diferencia está en como trabajan, ya que trabajan en paralelo, y hablamos de cientos o miles de CPUs, RAMs y Discos, que se unen para obtener el mejor rendimiento posible, haciendo muy fácil y rápida una tarea que en tu PC te puede llevar literalmente meses de trabajo contínuo.

Otra cosa que es similar, es el sistema de enfriamiento que utilizan, pues no es lo mismo enfriar un PC normal con un simple fan en la parte trasera del equipo, a enfriar 100 o 1000 CPUs trabajando al mismo tiempo.

Muchas de estas supercomputadoras levantan tanto calor que la energía que liberan equivale a más de 100 estufas encendidas, por eso es que se han integrado sistemas de enfriamiento de CPU que incluso llevan las temperaturas hastas casi -80 °C para evitar el mal funcionamiento y recalentamiento de los componentes de computadorsa usados.

Los orígenes de las supercomputadoras

Si vamos al origen de las supercomputadoras, no podemos de dejar de señalar a la CRAY-1 como una de las primeras supercomputadoras del mundo, diseñada allá por 1976 en California, Estados Unidos.

Se usaba por Cray Research, liderado por Seymour Cray, quien logró ponerla en funcionamiento en el laboratorio nacional de Los Álamos, California previo a 1980. En aquella época supo ser uno de los supercomputadores más poderosos.

Durante la década de 1980 los supercomputadores no tenian más de 4 a 16 CPUs trabajando en paralelo. Luego ya sobre los 90’s todo cambió y los superordenadores comenzaron a trabajar con cientos y miles de CPUs normales en paralelo.

supercomputadora cray-1

Supercomputadora cray-1

Desde la década del 2000 en adelante se utilizan CPUs Intel Xeon, Opteron, o PowerPC para realizar el trabajo en paralelo de las supercomputadoras en forma de clústeres de procesamiento, un ejemplo de ello es la supercomputadora de IBM llamada “Roadrunner”. IBM Roadrunner destaca no sólo por su poder de procesamiento, sino también por que se basó en un cluster de alto rendimiento en base a componentes del hardware original de la PlayStation 3.

Otras supercomputadoras famosas pertenecen a Japón como MDGrape-3, la Milky Way con 1,2 petaflops de capacidad de procesamiento, o la Tianhe 1A que llegó incluso a la velocidad de 2,5 petaflops, estas dos últimas de China.

Y en el mundo moderno post 2010, nos encontramos con gigantes como Google que utilizan sistemas Clouds con supercomputadoras capaces de procesar hasta 180 Petaflops con su tecnología llamada TensorFlow.

Para qué sirven las supercomputadoras

Las supercomputadoras se suelen utilizar, como ya mencionamos antes, en investigaciones de índole científica. Fueron utilizadas para este tipo de cosas durante años, pero en los últimos tiempos las supercomputadoras se están utilizando para otras cosas adicionales gracias a su fantástico poder de manejo de datos.

Así es que las supercomputadoras se utilizan hoy en día en:

  • Investigaciones militares de los gobiernos del primer mundo, como simulaciones de detonaciones nucleares, armamento biológico, etc.
  • Estudios del espacio y el universo, ideales por la gran amplitud e infinidad del cosmos.
  • Estudio y predicción del clima a largo plazo en todo el mundo, se utiliza para analizar patrones, buscar orígenes y predecir a futuro como estará el día.
  • Análisis y estudio de datos en ámbitos académicos y privados, como Universidades o empresas como Google, Amazon, etc.

Las 10 supercomputadoras más potentes del mundo

Aquí hemos ordenado en una lista de menor a mayor los super ordenadores con mayor potencia de la actualidad, desde el menos potente K Computer, hasta el monstruo que representa el TaihuLight:

  1. TaihuLight
  2. Tianhe-2
  3. Piz Daint
  4. Gyoukou
  5. Titan
  6. Sequoia
  7. Trinity
  8. Cori
  9. Oakforest-PACS
  10. K Computer

 

 


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