Las 10 mejores supercomputadoras

Si alguien dice " supercomputadora ", su mente puede saltar a Deep Blue y no estaría solo. El mago del ajedrez de silicio de IBM derrotó al gran maestro Gary Kasparov en 1997, consolidándolo como una de las computadoras más famosas de todos los tiempos (también ayudó cierta controversia en torno a la victoria). Durante años, Deep Blue fue la cara pública de las supercomputadoras, pero no es el único pensador artificial todopoderoso del planeta. De hecho, ¡IBM desarmó a Deep Blue poco después de la histórica victoria! Más recientemente, IBM hizo historia en la supercomputación con Watson, que derrotó a "Jeopardy!" los campeones Ken Jennings y Brad Rutter en un combate especial.

Por brillantes que fueran, ni Deep Blue ni Watson serían capaces de igualar la fuerza computacional de los sistemas en la lista TOP500 de noviembre de 2013. TOP500 se llama a sí mismo una lista de "los 500 sistemas informáticos disponibles en el mercado más potentes que conocemos". Las supercomputadoras de esta lista son un retroceso a las primeras computadoras de la década de 1950, que ocupaban habitaciones enteras, excepto que las computadoras modernas utilizan bastidores y bastidores de hardware de última generación para producir petaflops de potencia de procesamiento .

Es probable que la computadora de su hogar funcione con cuatro núcleos de procesador. La mayoría de las supercomputadoras actuales usan cientos de miles de núcleos y la entrada superior tiene más de 3 millones.

TOP500 actualmente se basa en el benchmark Linpack, que alimenta a una computadora con una serie de ecuaciones lineales para medir su rendimiento de procesamiento, aunque se está trabajando en un método de prueba alternativo. La lista de noviembre de 2013 ve al Tianhe-2 de China en la cima del mundo. Cada seis meses, TOP500 publica una lista y algunas computadoras nuevas ascienden a la clasificación de las más rápidas del mundo. Aquí están los campeones a principios de 2014. Siga leyendo para ver cómo están poniendo a trabajar su temple electrónico.

1. SuperMUC (Alemania)
2. Vulcano (Estados Unidos)
3. JuQUEEN (Alemania)
4. Estampida (Estados Unidos)
5. Piz Daint (Suiza)
6. Mira (Estados Unidos)
7. Computadora K (Japón)
8. Secuoya (Estados Unidos)
9. Titán (Estados Unidos)
10. Tianhe-2 (China)

El SuperMUC funciona a 2,9 petaflops, gracias a unos 150.000 núcleos de procesamiento. A pesar de esta increíble potencia de procesamiento, ha pasado del n.° 4 en la lista de junio de 2012 al n.° 10. Es uno de varios sistemas de IBM que figuran en la lista, pero el SuperMUC es único en un par de aspectos diferentes. Ubicado en el Centro de Supercomputación Leibniz de Alemania, el SuperMUC utiliza un nuevo sistema de enfriamiento de agua caliente para evitar que el cerebro de la computadora se fríe mientras realiza miles de millones de operaciones.

La eficiencia es lo que realmente distingue al SuperMUC: IBM dice que es un 40 por ciento más eficiente energéticamente de lo que sería un sistema enfriado por aire. Afirman que el agua elimina el calor 4.000 veces más eficientemente que el aire. Gracias a su hardware de última generación, SuperMUC es la segunda supercomputadora más rápida de Alemania. De hecho, es la tercera supercomputadora más rápida de Europa y casi el doble de rápida que la número 10 del año anterior.

Vulcan es la primera de cuatro computadoras en el top 10 que se ejecuta en la potente plataforma BlueGene/Q de IBM con procesadores Power BQC de 16 núcleos a 1,6 GHz. Superando a la entrada anterior por más de un petaflop, esta potencia funciona a 4,3 petaflops con sus casi 400.000 núcleos.

Esta supercomputadora es una de las dos de las 10 principales que operan en la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía de EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Livermore (LLNL) en California . A mediados de 2013, el laboratorio abrió tiempo de computadora en Vulcan a empresas estadounidenses para el trabajo colaborativo en proyectos que aumentarán el avance científico y tecnológico, mejorarán la competitividad de los EE. UU. y mejorarán la fuerza laboral de computación de alto rendimiento (HPC), todo a cambio de una parte de los costos operativos. Vulcan también está destinado a la colaboración con instituciones académicas y de investigación en áreas como energía, seguridad, ciencia atmosférica y biociencia.

JuQUEEN also runs on the IBM BlueGene/Q platform, with max performance of 5 petaflops on about 459,000 cores. While many computers on the list have been around for the last couple years, JuQUEEN was built in 2012 as a replacement for another system, JUGENE, which was the ninth fastest system on the November 2010 TOP500.

Researchers at the Jülich-Aachen Research Alliance can submit proposals for projects to justify using some of JuQUEEN's cores, and if approved, they get to carve out some time with one of the most powerful supercomputers in the world. Time on this and two other powerful German supercomputers, SuperMUC and HERMIT (39th on the TOP500 list), can be requested through the Gauss Centre for Supercomputing (GCS) and the Partnership for Advance Computing in Europe (PRACE).

Stampede llegó al puesto número 7 en noviembre de 2012, subió al puesto número 6 en junio de 2013 y luego volvió a ocupar su lugar anterior en la lista más reciente. La financiación del sistema provino de un premio de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), y Stampede se encuentra en el Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC) en la Universidad de Texas en Austin. Este sistema Dell PowerEdge ejecuta procesadores Intel Xeon E5 de 8 núcleos a 2,7 GHz junto con coprocesadores Intel Xeon Phi. Sus aproximadamente 462.000 núcleos le permiten alcanzar un rendimiento de casi 5,2 petaflops.

Desde enero de 2013, Stampede ha estado abierto para que lo usen científicos y otros investigadores en todos los campos como parte del programa Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) de la NSF, un sistema virtual para compartir abiertamente el poder de cómputo de 16 supercomputadoras y recursos relacionados. El noventa por ciento del sistema está dedicado a la XSEDE y el resto queda a criterio del director del TACC. Los investigadores calificados de cualquier institución estadounidense pueden presentar propuestas a través del sitio web de la XSEDE.

Aunque Piz Daint ha estado en funcionamiento desde abril de 2013, este sistema Cray luego pasó por una importante actualización que lo llevó a la posición número 6 y destronó a JuQUEEN como la supercomputadora más poderosa de Europa.

Piz Daint ejecuta procesadores Intel Xeon E5 junto con unidades de procesamiento gráfico (GPU) NVIDIA para un mayor rendimiento, lo que le permite alcanzar 6,3 petaflops con sus 116 000 núcleos de procesamiento. Reside en el Centro Nacional de Supercomputación de Suiza (CSCS) y se utilizará para modelar patrones meteorológicos y climáticos y realizar cálculos científicos en una variedad de otros campos.

Piz Daint también es una de las supercomputadoras con mayor eficiencia energética de la lista, con un nivel de eficiencia de 3185,9 megaflops por vatio (MFLOPS/W) [fuentes: Green500 , Smith ]. Es la única supercomputadora que se encuentra entre las 10 mejores en las listas TOP500 y GREEN500. GREEN500 toma todas las supercomputadoras en la lista TOP500 y las clasifica por eficiencia energética. La arquitectura híbrida de Piz Daint, que utiliza tanto CPU tradicionales (unidades centrales de procesamiento) como GPU más eficientes desde el punto de vista energético, ayuda a mantener bajo el consumo de energía.

Mira de IBM, que entró en pleno funcionamiento en 2013, alcanza un máximo de rendimiento de 8,6 petaflops. Eso es más de 2 petaflops sobre Piz Daint y casi 3,5 petaflops más que Stampede.

Mira se ejecuta en 786 000 núcleos de procesador. Está ubicado en el Laboratorio Nacional de Argonne, un laboratorio de investigación del Departamento de Energía de EE. UU . Utiliza la plataforma BlueGene/Q de IBM y reemplaza un sistema anterior de IBM, Intrepid, que ocupó el cuarto lugar en la lista en 2008.

Los investigadores que presenten propuestas para el programa Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment (INCITE) a través de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. pueden reclamar tiempo de procesador en Mira. El sesenta por ciento de la capacidad de la computadora se destina a su investigación, mientras que el 30 por ciento se destina al Desafío informático de liderazgo en investigación de informática científica avanzada. El 10 por ciento final está reservado para cálculos urgentes y urgentes [fuente: Information Week ].

La computadora K de Fujitsu, la única supercomputadora en Japón que se ubicó entre las 10 primeras, reinó como la supercomputadora más rápida del mundo en ambas listas de 2011, pero desde entonces ha descendido al No. 4. Aún así, rompe la barrera de un solo dígito y hace un salto notable en la velocidad sobre el Mira de IBM con un rendimiento de 10,5 petaflops.

La computadora K está ubicada en el Instituto Avanzado RIKEN de Ciencias Computacionales de Japón, donde realiza operaciones científicas que incluyen prevención de desastres globales , meteorología e investigación médica [fuente: Fujitsu ]. A diferencia de muchas de las otras supercomputadoras de la lista, no se ejecuta en la arquitectura de IBM. La computadora K utiliza los propios procesadores octo-core SPARC64 VIIIfx de Fujitsu. Sus 705.000 núcleos de computadora lo ayudan a realizar operaciones a un ritmo increíble.

Pero créalo o no, las últimas tres supercomputadoras más rápidas son mucho más poderosas que la computadora K.

Sequoia fue la supercomputadora mejor clasificada en la lista TOP500 de junio de 2012, pero cayó al No. 2 en noviembre de 2012 y ahora descansa en el No. 3. Todavía no se queda atrás, gracias a alrededor de 1,6 millones de núcleos de procesamiento que pueden generar un increíble 17,2 petaflops de rendimiento. ¿Te preguntas qué tan increíble es eso?

Bueno, si miramos hacia atrás, hace menos de una década, hasta 2008, Roadrunner de IBM hizo historia (y obtuvo el primer puesto) por descifrar 1 petaflop, es decir, realizar 1000 billones de operaciones por segundo [fuente: IBM ]. IBM dijo que Roadrunner equivalía a 100.000 de las computadoras portátiles de 2008 en rendimiento. ¡Y Sequoia es 17 veces más rápida! Sequoia es una de las cuatro computadoras en la lista de noviembre de 2013 que se ejecuta en el diseño de IBM BlueGene/Q, un chip de 1,6 GHz de 16 núcleos. Esa no es una velocidad de reloj especialmente alta para los estándares actuales, pero con 96 racks de chips, el rendimiento realmente suma.

¿Qué está haciendo Sequoia con toda esa velocidad? Sequoia es un 63 por ciento más rápida que la cuarta computadora más rápida de la lista e IBM está poniendo a Sequoia a trabajar, por supuesto. Al igual que Vulcan, opera en la Administración Nacional de Seguridad Nuclear del Departamento de Energía de EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Livermore. La computadora está haciendo un trabajo importante (y clasificado): una de sus responsabilidades es simular explosiones nucleares .

One of the two Cray systems on the List, the Titan lives up to its name, utilizing Opteron 6274 16-core 2.2GHz processors along with NVIDIA GPUs to perform at an amazing 17.6 petaflops on around 561,000 cores. It's located at the Oak Ridge National Laboratory (ORNL) run by the Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF). Titan nabbed the No. 1 spot on the Top500 the month after it was deployed in late 2012, but dropped down to No. 2 in the June 2013 rankings, where it remains.

Titan is technically a major upgrade to the ORNL's previous supercomputer, Jaguar. Due to its novel hybrid architecture , Titan fits into the same cabinets as Jaguar while achieving nine times Jaguar's speed with only around a 60 percent increase in energy consumption.

Titan is one of two supercomputers in the top 10 that incorporates NVIDIA GPUs to increase performance while keeping the power consumption lower than it would be for a similarly powerful all-CPU system. Utilizing the GPUs to run applications at the speed of which the system is capable requires a new approach to programming its software, however. To address this, the OLCF has partnered with Cray and NVIDIA to create the Center for Accelerated Application Readiness (CAAR), which is hard at work coming up with best practices for code development.

As with Mira, researchers can submit proposals through the U.S. Department of Energy's INCITE program to earn time on this workhorse.

The Tianhe-2 (which means Milky Way-2) appeared on the scene in 2012, more than two years ahead of schedule, and leapt into the No. 1 spot. It processes at an astounding 33.9 petaflops, nearly twice the performance of the Titan or Sequoia, and more than 10 times the performance of Tianhe-1A, which held the No. 10 spot in June 2013.

The system runs on a mix of Intel Xeon E5 processors, custom processors and Intel Xeon Phi coprocessors: approximately 3,120,000 cores in total.

Desarrollado por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China (NUDT) y ubicado en el Centro Nacional de Supercomputación en Guangzhou, el sistema se utilizará para la educación y la investigación. Actualmente es la única entrada entre los 10 principales de China, pero el Tianhe-2 les da derecho a fanfarronear por su gran poder de procesamiento en una sola máquina.

Tianhe-2 se ejecuta en una versión personalizada del sistema operativo Ubuntu Linux llamado Kylin, que se desarrolló a través de una asociación entre NUDT, el Centro de Promociones de Circuitos Integrados y Software de China (CSIP) y Canonical (creadores de Ubuntu). De hecho, todas las 10 supercomputadoras principales y la mayoría de las 500 principales ejecutan algún tipo de Linux .

Kylin no es solo para supercomputadoras. Es un sistema operativo de código abierto disponible gratuitamente diseñado específicamente para usuarios chinos y se puede descargar desde el sitio de Ubuntu para usar en computadoras personales.

Nota del autor: Las 10 mejores supercomputadoras

La lista de supercomputadoras de 2012 fue absolutamente asombrosa. Estas computadoras siempre han sido excelentes en comparación con las PC que tenemos en casa, pero mirar las listas de los últimos años nos hizo ver cuánto ha mejorado la tecnología en tan poco tiempo. Tan recientemente como en 2008, una supercomputadora capaz de 1 petaflop de rendimiento fue un gran problema. ¡Hoy, la supercomputadora más rápida de IBM puede funcionar a 16 petaflops! Ni siquiera puedo imaginar lo que estas cosas serán capaces de hacer en cinco años. -WF

Actualicé este artículo con las mejores supercomputadoras de 2013 y ¡qué diferencia hace un año! De las listas de noviembre de 2012 a noviembre de 2013, el poder de procesamiento de las computadoras en el primer y décimo lugar casi se duplicó. Con suerte, esta capacidad informática cada vez mayor se traducirá en avances científicos cada vez más rápidos, como la fabricación de robots domésticos útiles y el cultivo de órganos que necesitan ser reemplazados y similares. Los desarrolladores de supercomputadoras ya están mirando el futuro del procesamiento de exabytes y, a este ritmo, es posible que solo falten unos años. -BJ

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