Supercomputadoras y Clústeres: Potencia y Rendimiento en la Computación

Supercomputadoras

Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y rápida que existe en este momento. Su aplicación o uso se escapa del particular, más bien se dedican a:

• Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.
• El estudio y predicción de tornados.
• El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.

Concepto

Las supercomputadoras son el tipo de computadoras más potentes y más rápidas que existen en un momento dado. Son de gran tamaño, las más grandes entre sus pares. Pueden procesar enormes cantidades de información en poco tiempo, pudiendo ejecutar millones de instrucciones por segundo. Están destinadas a una tarea específica y poseen una capacidad de almacenamiento muy grande.

Características

• Velocidad de Proceso: Miles de millones de instrucciones de punto flotante por segundo.
• Usuarios a la vez: Hasta miles, en entorno de redes amplias.
• Tamaño: Requieren instalaciones especiales y aire acondicionado industrial.
• Facilidad de uso: Solo para especialistas.
• Clientes usuales: Grandes centros de investigación.
• Penetración social: Prácticamente nula.
• Impacto social: Casi nulo, pero sin los supercomputadores no se podrían hacer cosas como la predicción del tiempo a una década de distancia o resolver cálculos muy complejos que no se pueden resolver a mano.
• Parque instalado: Menos de un millar en todo el mundo.
• Costo: Hasta decenas de millones cada una.

Las tres supercomputadoras más veloces de Latinoamérica

1. Miztli: El computador más rápido de Latinoamérica se encuentra en México, en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), y consiste en un Hewlett Packard con procesadores Intel E5-2670 cuyos 5.280 núcleos son capaces de alcanzar una velocidad de alrededor de 80 TeraFLOPS.
2. CENAPAD-SP: El segundo lugar le pertenece a la computadora del Centro Nacional de Procesamiento de Alto Desempeño en Brasil, una máquina de IBM con procesadores POWER7, 1.280 núcleos, y que alcanza alrededor de los 27 TeraFLOPS.
3. Levque: El tercer computador más rápido de Latinoamérica se encuentra en el Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile, y es un IBM iDataPlex con procesadores Intel Xeon Nehalem X5550 y 528 núcleos que le permiten alcanzar los 5 TeraFLOPS.

La Tianhe-2, desarrollada por la Universidad de Tecnología de Defensa china.

Se está desarrollando en Friazino, una ciudad cercana a Moscú, un ordenador con una potencia de procesamiento de 1,2 petaflops.

Clúster

El término clúster se aplica a los conjuntos o conglomerados de computadoras construidos mediante la utilización de componentes de hardware comunes y que se comportan como si fuesen una única computadora. Hoy en día desempeñan un papel importante en la solución de problemas de las ciencias, las ingenierías y del comercio moderno.

Los clústeres son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador, típicamente siendo más económico que computadores individuales de rapidez y disponibilidad comparables.

Servicios de un clúster

De un clúster se espera que presente combinaciones de los siguientes servicios:

• Alto rendimiento: es un conjunto de ordenadores que está diseñado para dar altas prestaciones en cuanto a capacidad de cálculo. Los motivos para utilizar un clúster de alto rendimiento son:
  • El tamaño del problema por resolver.
  • El precio de la máquina necesaria para resolverlo.
• Alta disponibilidad: es un conjunto de dos o más máquinas que se caracterizan por mantener una serie de servicios compartidos y por estar constantemente monitorizándose entre sí.
• Balanceo de carga: es un concepto usado en informática que se refiere a la técnica usada para compartir el trabajo a realizar entre varios procesos, ordenadores, discos u otros recursos. Está íntimamente ligado a los sistemas de multiprocesamiento, o que hacen uso de más de una unidad de procesamiento para realizar labores útiles.
• Escalabilidad: En telecomunicaciones y en ingeniería informática, la escalabilidad es la propiedad deseable de un sistema, una red o un proceso, que indica su habilidad para extender el margen de operaciones sin perder calidad, o bien manejar el crecimiento continuo de trabajo de manera fluida, o bien para estar preparado para hacerse más grande sin perder calidad en los servicios ofrecidos.