Supercomputadora

Interior de una supercomputadora CRAY T3D

Supercomputadora o Superordenador es aquel ordenador con capacidades de cálculo muy superiores a las comunes, según la época. Las supercomputadoras fueron introducidas en la década de los sesenta y fueron diseñadas principalmente por Seymour Cray en la compañía Control Data Corporation (CDC), la cual dominó el mercado durante los años setenta hasta que Cray dejó CDC para formar su propia empresa, Cray Research. Con esta nueva empresa siguió dominando el mercado con sus nuevos diseños, obteniendo el podio más alto en supercomputo durante cinco años consecutivos 1985-1990. En los años ochenta un gran número de empresas competidoras entraron al mercado, en paralelo con la creación del mercado de los mini computadores una década antes, pero muchas de ellas desaparecieron a mediados de los años noventa.

El término supercomputador está en constante flujo. Los supercomputadores de hoy tienden a convertirse en los computadores ordinarios del mañana. Las primeras máquinas de CDC fueron simplemente procesadores escalares muy rápidos, y muchos de los nuevos competidores desarrollaron sus propios procesadores escalares a un bajo precio para poder penetrar el mercado.

De principio a mediados de los años ochenta se vieron máquinas con un modesto número de procesadores vectoriales trabajando en paralelo, lo cual se convirtió en un estándar. El número típico de procesadores estaba en el rango de 4 a 16. En la última parte de los años ochenta y principios de los noventa la atención cambió de procesadores vectoriales a sistemas de procesadores masivamente paralelos con miles de CPUs "ordinarios". En la actualidad, diseños paralelos están basados en microprocesadores de clase servidor que están disponibles actualmente (2010). Ejemplos de tales procesadores son PowerPC, Opteron o Xeon y la mayoría de los supercomputadores modernos son hoy en día clusters de computadores altamente afinadas usando procesadores comunes combinados con interconexiones especiales.

El uso y generación de las mismas está limitado a organismos militares, gubernamentales y/o empresariales.

Los supercomputadores se usan para tareas de cálculos intensivos tales como problemas que involucran física cuántica, predicción del clima, investigación de cambio climático, modelado de moléculas, simulaciones físicas tal como la simulación de aviones o automóviles en el viento (también conocido como Computational Fluid Dinamics), simulación de la detonación de armas nucleares e investigación en la fusión nuclear.

Como ejemplo se encuentra la supercomputadora Roadrunner; Ingenieros de IBM y del laboratorio de Los Álamos trabajaron seis años en la tecnología del ordenador. Algunos elementos de Roadrunner tienen como antecedentes videojuegos populares, de acuerdo con David Turek, vicepresidente del programa de superordenadores de IBM. En cierta forma, se trata de una versión superior de Sony PlayStation 3, indicó. "Tomamos el diseño básico del chip (de PlayStation) y mejoramos su capacidad", informó Turek.

Sin embargo, el superordenador Roadrunner difícilmente pueda asemejarse a un videojuego. El sistema de interconexión ocupa 557 m² de espacio. Cuenta con 91,7 km de fibra óptica y pesa 226,8 t . El Superordenador está en el laboratorio de investigaciones de IBM en Poughkeepsie, Nueva York y fue trasladada en julio del 2008 al Laboratorio Nacional Los Alamos, en Nuevo México.[[m$2$]]

Japón creó la primera supercomputadora petaflops la MDGrape-3, pero solo de propósitos particulares, luego IBM de USA creo la correcaminos, también de 1 petaflops, China la Milky Way One de 1,2 petaflops y Cray de USA la Jaguar de 1,7 petaflop, que es al final del año 2009 la más rápida.

Sistemas de enfriamiento

Muchos de las CPUs usadas en los supercomputadores de hoy disipan tanto como 10 veces más calor que un disco de estufa común . Algunos diseños necesitan enfriar los múltiples CPUs a -85ºC (-185ºF).

Poder enfriar múltiples CPUs a tales temperaturas requiere de un gran consumo de energía. Por ejemplo, un nuevo supercomputador llamado Aquasar tendrá una velocidad tope de 10 Teraflops. Mientras tanto el consumo de energía de un solo rack de este supercomputador consume cerca de 10kW. Como comparación, un rack del supercomputador Blue Gene L/P consume alrededor de 40kW.

El consumo promedio de un supercomputador dentro de la lista de los 500 supercomputadores más rápidos del mundo es de alrededor de 257kW.

Para el supercomputador Aquasar, que sera instalado en el Instituto Tecnológico Federal Suizo (ETH), se utilizará un nuevo diseño de enfriamiento liquido. Se necesitarán 2.64 Galones de agua que fluirán a una tasa de 7.9 Galones por minuto.

Una de las innovaciones en este diseño es que normalmente los sistemas de enfriamiento aíslan el líquido de la CPU y la transmisión de calor se da a través de convección desde la cubierta metálica de la CPU a través de un adaptador generalmente de cobre u otro material térmicamente conductivo. La innovación consiste en un nuevo diseño en el cual llega el agua directamente a la CPU mediante tubos capilares de manera que la transmisión de calor es más eficiente.

En el caso del ETH en Suiza, el calor extraído del supercomputador será reciclado para calentar habitaciones dentro de la misma universidad.

Características

Las principales son:

• Velocidad de Proceso: miles de millones de instrucciones de coma flotante por segundo.
• Usuarios a la vez: hasta miles, en entorno de redes amplias.
• Tamaño: requieren instalaciones especiales y aire acondicionado industrial.
• Dificultad de uso: solo para especialistas.
• Clientes usuales: grandes centros de investigación.
• Penetración social: prácticamente nula.
• Impacto social: muy importante en el ámbito de la investigación, ya que provee cálculos a alta velocidad de procesamiento, permitiendo, por ejemplo, calcular en secuencia el genoma humano, número Pi, desarrollar cálculos de problemas físicos dejando un margen de error muy bajo, etc.
• Parques instalados: menos de un millar en todo el mundo.
• Costo: hasta decenas de millones de dólares cada una de ellas.

Supercomputadores famosos

Ben Arabí

Está instalado en el nuevo Parque Científico de Murcia, y forma parte de uno de los Centros de Computación más ecológicos del mundo, al estar alimentado por energías renovables, de las cuales sobran por Murcia.

Este supercomputador cuenta con 18 Tflops en 192 nodos blade Clase C Xeon quad-core, un superservidor HP Superdome Integrity con 128 núcleos-cpus, 1 TB de memoria y 105 TB de almacenamiento. Estas características lo sitúan entre las cuatro mayores supercomputadores de España.

Véase también

• Artículos de supercomputadoras
• TOP500, ranking de las 500 supercomputadoras más rápidas del mundo.
• IBM Roadrunner (Correcaminos), el superordenador más rápido en la actualidad, puesto en funcionamiento en junio de 2008.
• Red Española de Supercomputación, con los dos supercomputadores más poderosos de España: Magerit y MareNostrum.
• Kan Balam

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Supercomputadora.
• Laboratorio de Supercomputo UAM-Iztapalapa
• Grid Interinstitucional en México
• Supercomputo UNAM
• Macrocomputadoras o Mainframes
• La supercomputadora de escritorio diseñada por la compañía nVidia.