La gran mayoría de las supercomputadoras que forman las filas del ranking Top500 basan sus diseños en procesadores estándares, que han logrado desbancar a los diseños PA-RISC gracias a la tecnología cluster y la combinación de múltiples núcleos
Cuando en junio de 1993 se dio a conocer por primera vez la lista Top500 -el ranking mundial de las 500 computadoras más potentes que existen en el planeta- el equipo con mayor rendimiento (ubicado en Los Alamos National Laboratory) no alcanzaba ni siquiera de lejos un Teraflop de capacidad, esto es, un trillón de operaciones de cálculo por segundo.
Desde entonces, la conocida lista Top500 se ha ido renovando dos veces al año (en noviembre y en junio) y en noviembre del año 2000, la supercomputadora más potente del mundo llegó a superar los 4 Teraflops o cuatro trillones de cálculos por segundo.
Si avanzamos en el tiempo hasta el último ranking de supercomputadoras publicado por Top500 podremos observar cómo esos 4 Teraflops son ahora el mínimo requerido para estar al final de la lista, es decir, con esa potencia tan sólo se puede aspirar a ocupar la última posición a escala global.
Para dar alguna pincelada sobre este fenómeno, basta comentar que el rendimiento total de las 500 supercomputadoras de la última lista (junio de este año) asciende a los 4,92 Petaflops (cuatrillones de operaciones por segundo) o lo que es lo mismo, 4.920 Teraflops. En noviembre de 2006, esta suma quedaba en los 3,54 Petaflops, y en junio del pasado año alcanzaba los 2,79 Petaflops.
Por fabricantes, IBM domina la última lista Top500, con la supercomputadora BlueGene/L, ubicado en el laboratorio de investigación estadounidense Lawrence Livermore, al contar con una capacidad de proceso de 280,6 Teraflops y estar basado en los chips Power del Gigante Azul.
En segunda posición aparece el modelo XT4/XT3 del fabricante Cray, el cual alcanza los 101,7 Teraflops y está compuesto por más de 11.000 nodos de proceso basados en los chips Opteron de AMD. El tercero en la lista también pertenece a Cray y se compone de procesadores Opteron, superando ligeramente los 100 Teraflops.
El resto de las primeros computadoras ubicadas en el Top10 se sitúan por debajo de los 100 Teraflops, y casi todos pertenecen a IBM excepto el octavo y el décimo, correspondientes a Dell y SGI, respectivamente.
De hecho, del total de 500 equipos, el 38,4 por ciento se han diseñado con tecnología IBM, si bien registra una caída desde el 47,2 por ciento de hace un año), mientras que HP sube posiciones desde el 31,6 por ciento de junio de 2006 hasta su actual cuota del 40,6 por ciento del total de equipos.
Nuevas configuraciones
Este impresionante aumento de la capacidad de proceso desde 1993 -medida a través de la conocida métrica Linpack- no es de extrañar si atendemos al ritmo frenético al que ha avanzado la tecnología, especialmente en los últimos siete años.
No obstante, y aunque los principales responsables de esta evolución siguen siendo los fabricantes de servidores y procesadores que cuentan con una mayor inversión en I+D (léase IBM, HP o Sun Microsystems), el modelo de configuración interna de los equipos ha cambiado sustancialmente.
Lo más destacable pasa por tanto por comprobar cómo la gran mayoría de las supercomputadoras que forman las filas de las últimas listas Top500 basan sus diseños en procesadores x86: los Xeon de Intel y los Opteron de AMD.
Y aunque la tecnología PA-RISC (chips Power de IBM, Itanium de Intel o UltraSparc de Sun) cuenta con una impresionante capacidad de potencia y por tanto está presente en estos equipos, ha sido desbancada por lo que conocemos como tecnología de chip estándar.
Esto se debe principalmente a dos factores. El primero es el avance de la tecnología clustering, que permite combinar y compartir la capacidad de proceso de un número muy elevado de chips, unidos por un ancho de banda impensable hace unos años.
La segunda razón descansa en la tecnología de multi-proceso, o capacidad para combinar hasta cuatro núcleos o CPUs en la misma pieza de silicio; tendencia que se refuerza gracias a los procesos de fabricación de menos nanómetros -de hecho Intel ya está inmerso en los 45 nanómetros y AMD en los 65 nanómetros–, que permiten incrementar el número de circuitos de cada chip.
Volviendo a los datos, vemos como del total de 500 equipos del último ranking, nada menos que 289 sistemas se basan en chips de Intel (205 corresponden a los Xeon de núcleo dual y el resto a Itanium), mientras 105 han sido diseñados con la tecnología Opteron de AMD.
También es destacable que AMD -que hace un año tan solo estaba presente en 81 modelos- haya llegado ya a sobrepasar a los Power de IBM, los cuales se emplean en 85 de las 500 supercomputadoras. Igualmente y como se ha destacado, 373 sistemas del total de la lista se han diseñado con tecnología cluster.
Una barrera pronto obsoleta
Pese a todo, aunque las cuatro primeros supercomputadoras del mundo se definen actualmente por tener una potencia superior a los 100 Teraflops, esta referencia podría quedar obsoleta próximamente.
Esta afirmación responde al anuncio de dos recientes lanzamientos, correspondientes a Sun Microsystems y a IBM.
Así, el sistema conocido como Constellation System y presentado este mes de julio, es la última apuesta de Sun por el entorno de super computación (HPC). Se trata de un cluster que, como principal reclamo, rompe la barrera de proceso al contar con una potencia de nada menos que 1,7 Petaflops (cuatrillones de operaciones por segundo) en un único sistema.
Diseñado junto a la Universidad de Texas, está formado por un rack de 42u con servidores ‘blade’ de cuatro núcleos que dan como resultado hasta 768 CPUs. Asimismo, es el primero en contar con un switch basado en tecnología InfiniBand con un ancho de banda de 110 Tb por segundo, además de combinar procesadores UltraSparc de Sun, ‘quad-core’ de Intel y Opteron duales de AMD.
Por su parte, IBM no ha querido ser menos, y una semana después presentaba su sistema BlueGene/ P, capaz de escalar entre uno y tres Petaflops. Para ello, está basado en configuraciones de múltiples chips PowerPC a 850 MHz y una altura de 72 racks en adelante, comunicándose mediante una red óptica de alta velocidad.
De esta forma, si ahora la referencia para contar con una buena posición en la lista Top500 se queda en los 100 Teraflops, muy pronto deberá revisarse para ascender a los 1.000 Teralops o 1 Petaflop.
Finalmente, hay que señalar que España cuenta con un equipo de super computación dentro del Top10. Se trata de Mare Nostrum, ubicado en el Centro Nacional de super computación de Barcelona y que ocupa la novena posición del total de 500 sistemas más rápidos del mundo. El equipo cuenta con una capacidad de proceso de 62,63 Teraflops gracias a 2.560chips Power de IBM de núcleo dual y tipo ‘blade’. No obstante, hace tan solo seis meses Mare Nostrum era la quinto supercomputadora más potente del mundo.
Fuente: Silicon News, España
