La supercomputadora más rápida está en China

Por NUESTRA REDACCIÓN

 

RECIENTEMENTE, en la Conferencia Internacional de Supercomputación (ISC, por sus siglas en inglés), celebrada en Fráncfort (Alemania), se conoció la lista de las 500 mayores supercomputadoras del mundo, en la que la Sunway TaihuLight, de China, obtuvo el primer lugar con una velocidad de más de 100 petaflops. Su sistema, incluyendo piezas principales como el procesador, fue elaborado en el país. Además, China consiguió incluir en la referida lista a 167 supercomputadoras, el mayor número por país, por encima de Estados Unidos. Estas 167 supercomputadoras fueron desarrolladas y estudiadas por China apenas en los últimos 15 años.

¿Cuán rápida es la Sunway TaihuLight?

Los datos indican que la Sunway TaihuLight tiene una velocidad de 93 petaflops, con picos de hasta 125 petaflops, dos veces más rápida y tres veces más eficaz que la supercomputadora Tianhe-2, también china. Ambos valores figuran en la cima del mundo.

“Digámoslo de forma sencilla: la capacidad de cálculo por minuto de este sistema es como si 7200 millones de personas, toda la población del mundo, usasen simultáneamente y sin cesar una calculadora por 32 años, o sea, la función de la TaihuLight equivale a más de dos millones de ordenadores normales, como laptops o computadoras personales fabricadas en 2016”, señala Yang Guangwen, director del Centro Nacional de Supercomputación en Wuxi. “Cada procesador tiene una capacidad de cálculo de más de 20 laptops; es decir, es un conjunto de más de 40.000 piezas ensambladas. ¿Pueden imaginar su velocidad?”.

La gran potencia de la TaihuLight explica sus principales y también potentes accesorios, los cuales usan por primera vez el procesador Shenwei 26010, cuyo tamaño es de apenas 25 centímetros cuadrados.

La Sunway TaihuLight tiene un gran sistema de computación y está constituida por 40 armarios de operación y 8 cabinas de red. Cada armario de operación es un poco más grande que una refrigeradora de dos puertas, y en cada uno de ellos están distribuidos los nodos de las cuatro piezas formadas por 32 componentes de operación. A su vez, cada componente está compuesto por 4 placas de nodos de operación, de modo tal que una placa contiene dos procesadores Shenwei 26010 de alto funcionamiento. Asimismo, un armario de operación tiene 1024 piezas de procesador, lo que quiere decir que toda la Sunway TaihuLight lleva 40.960 piezas, las cuales conforman la parte esencial para el supercálculo.

El procesador Shenwei 26010 reúne 260-core y decenas de miles de millones de transistores. Su capacidad de cálculo es de más de 3 teraflops. La capacidad de cálculo de un simple chip equivale a tres supercomputadoras que figuraban en el primer puesto del mundo en el año 2000. Además, la TaihuLight tiene una eficiencia de consumo de energía de 6,05 gigaflops/vatio, lo que la hace una de las supercomputadoras con mayor ahorro de energía del mundo.

Yang Guangwen refiere que el consumo de electricidad de las anteriores supercomputadoras equivalía a la cantidad de consumo de una ciudad mediana y pequeña. “Desde el diseño del procesador de bajo consumo de energía y de alta integración hasta el desarrollo de la técnica de alta velocidad y densidad; desde la tecnología de alta eficacia de enfriamiento hasta la coordinación del software y hardware y el control del consumo de energía de forma inteligente, la Sunway TaihuLight ha logrado llevar a cabo un ahorro energético omnidireccional”, añade el profesor Yang.

Su utilidad

El uso de la supercomputadora Sunway TaihuLight es muy amplio: puede descifrar códigos, recoger y analizar informaciones, pronosticar el clima, explorar yacimientos de petróleo, puede ser usado en el campo de las medicinas, el análisis del cuerpo humano, en la inteligencia artificial, etc.

El Centro Nacional de Supercomputación en Wuxi ha llevado adelante varios proyectos importantes de uso de la Sunway TaihuLight. Gracias a esta, la Universidad Tsinghua ha realizado por primera vez la simulación en alta resolución de 10 km del planeta en una escala de 1 millón core, un logro que elevará en gran medida la capacidad de China para enfrentar los climas extremos, así como la prevención y disminución de desastres naturales. Asimismo, la Sunway TaihuLight ha ofrecido una estimación precisa de cuándo la estación espacial china Tiangong-1 regresará a casa. Gracias también a su gran capacidad, y en cuanto a la selección de medicinas y el estudio de enfermedades, el Instituto de Materia Médica de Shanghai de la Academia China de Ciencias logró que los cálculos que le tomaban generalmente unos 10 meses se hicieran en solo dos semanas, acelerando notablemente la elaboración de medicamentos para enfermedades como la leucemia, el cáncer, la gripe aviar, entre otras.

Cabe mencionar que el sistema Sunway TaihuLight puede lograr en 30 días una estimación del clima del planeta para los futuros 100 años, lo cual era imaginable otrora. Según los expertos, gracias a este sistema, las alertas de maremotos podrían llevarse a cabo en poco más de diez minutos, cuando antes tardaban entre dos y tres horas.

Además del pronóstico del clima, la supercomputadora puede desempeñar un importante papel en otras áreas. El Instituto de Estudio sobre Tecnología Moderna de la Academia China de Ciencias en Shenzhen viene realizando una estimación de la proliferación de agentes contaminantes en esta ciudad. Gracias a esta supercomputadora y de acuerdo con los contaminantes existentes en la actualidad, se pueden calcular la densidad y distribución de los agentes contaminantes en el aire, así como pronosticar la calidad del aire.

“Ahora se puede descubrir, gracias a un método de deducción reversa, el lugar de origen de la contaminación. En un futuro se podrá pronosticar con precisión la calidad del aire en cada comunidad residencial”, asegura Chen Rongliang, investigador adjunto del referido Instituto.

En el terreno del tratamiento médico, la supercomputadora puede escanear el sistema de vasos sanguíneos del ser humano, y establecer un molde del sistema de arterias con tecnología 3D. “Antes a los doctores les costaba decidir si hacía falta una operación de soporte en un paciente de infarto cerebral. La única forma de saberlo era metiendo un cable de medida de la presión a través de la arteria de la pierna, un método que resulta peligroso y doloroso”, declara Chen Rongliang. “Actualmente, gracias a los cálculos de la TaihuLight, y siempre y cuando la fracción de reserva de sangre sea de menos de 0,8, el paciente deberá ser sometido una operación”.

Fu Haohuan, subdirector del Centro Nacional de Supercomputación en Wuxi, menciona: “La Sunway TaihuLight desempeñará un importante papel en cuatro aspectos: en la simulación de alta resolución a nivel global que ayude al estudio del cambio climático; en el apoyo al país para pasar del ‘Hecho en China’ al ‘Creado en China’; en la investigación y desarrollo de nuevos medicamentos e indagaciones en las ciencias biológicas; y, finalmente, en el análisis de big data. El desarrollo de la demanda de uso y de algoritmos permitirá que la supercomputadora sea más potente y corra más rápido”.

Mayor estudio científico y promoción

“China no domina toda la tecnología central, aunque ha logrado avances notables en el estudio de los procesadores. La carga es pesada y el camino es largo”, manifiesta Qian Depei, rector del Instituto de Ciencias de Big Data y Computación de la Universidad Sun Yat-sen. Tanto el sistema de hardware como el de software para complementar una supercomputadora de “chip chino” requieren de una mejora en el nivel de la fabricación nacional, el cual es fundamental para su futuro uso y promoción.

El porcentaje de lo invertido en el desarrollo del software de aplicación es de menos del 10 % del total de gastos destinado a la investigación y estudio de la supercomputadora. Dicha tasa en EE. UU. es superior al 30 %. Si las supercomputadoras no logran ser lanzadas para su uso comercial, generarán un elevado despilfarro de recursos en el mundo.

Fu Haohuan, subdirector del Centro Nacional de Supercomputación en Wuxi, adelanta que el próximo paso será optimizar los correspondientes softwares en torno a la Sunway TaihuLight, para que este sistema cumpla una mayor función.