Supercomputadoras

La carrera de los mil millones de billones de operaciones x segundo: UN EXAFLOP EN 2018?

IBM Jeopardy, que fuera la computadora campeóna en el juego de habilidad oral en TV, y que se llamó Watson , opera a tan sólo 80 teraflops , sin embargo, con un poco de software ingenioso logró derrotar a los seres humanos en su propio juego. (IBM Jeopardy, it was the computer champion in the oral skill game on TV, and was called Watson, operates just 80 teraflops, however, with some clever software able to beat humans at their own game.)

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El 1º superordenador fue el CDC 6600, opera a una velocidad de tres megaflops (106 operaciones de punto flotante por segundo). Medio siglo adelante, nuestras supercomputadoras más poderosas son un billón de veces más rápidas. Pero incluso esa marca impresionante inevitablemente caerá. Los ingenieros están mirando un exaflop (1018 fracasos) y algunos piensan que van a llegar en el año 2018. ¿Qué tiene de especial un exaflop? Aparte del hecho de que es un trillón de operaciones por segundo? Simple. Significa más potencia de cálculo.

The 1st was the CDC 6600 supercomputer, operating at a speed of three megaflops (106 floating point operations per second). Half a century later, our supercomputers are a billion times faster. But even that impressive mark inevitably fall. Engineers are looking at a exaflop (1018 failures) and some think it will arrive in 2018. What’s so special about a exaflop? Apart from the fact that it is a trillion operations per second? Simple. It means more computing power.

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El Proyecto Blue Brain, según Henry Markram estima que una simulación completa del cerebro humano requeriría de una exaflop. China, llamó Jaguar de IBM  a su Tianhe-1A en 2010 (2,57 petaflops). Luego fue el turno de Japón de llevar el paquete con su equipo K en 2011 (10,5 petaflops). Y los EE.UU. volvió a tomar la delantera con Sequoia de IBM en 2012 (16,3 petaflops).  El ritmo es vertiginoso. La Velocidad máxima de hoy (16,3 petaflops) es 16 veces más rápido que su homólogo de hace 4 años (1,04 petaflops). Y Oak Ridge National Laboratory está convirtiendo su ex-campeón Cray Jaguar en el Titan 20-petaflop (en funcionamiento a finales de este año). Se cree que la capacidad de Titán serán más de 35 petaflops.

The Blue Brain Project, Henry Markram estimated as a complete simulation of the human brain would require exaflop. China, called IBM Jaguar her Tianhe-1A in 2010 (2.57 petaflops). Then it was time for Japan to lead the pack with his team K in 2011 (10.5 petaflops). And the U.S. retook the lead with IBM Sequoia in 2012 (16.3 petaflops). The pace is dizzying. The maximum speed of today (16.3 petaflops) is 16 times faster than its counterpart four years ago (1.04 petaflops). And Oak Ridge National Laboratory is converting its former champion in the Jaguar Cray Titan 20-petaflop (operating later this year). It is believed that the ability to be more than 35 Titan petaflops.

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Pero incluso a los 35 petaflops, un exaflop (1.000 petaflops) parece lejano. Es 2018 una expectativa realista?. Claro, es plausible. Le tomó 21 años pasar de megaflops en 1964 (CDC 6600) a gigaflops en 1985 (Cray 2). Sin embargo, sólo 11 años despues se rompe la barrera del teraflop en 1996 (ASCI Red). Y sólo 12 años para entrar en territorio petaflop en 2008 (Roadrunner).

But even at 35 petaflops, a exaflop (1.000 petaflops) seems distant. 2018 is a realistic expectation?. Sure, it’s plausible. It took 21 years to move from megaflops in 1964 (CDC 6600) to gigaflops in 1985 (Cray 2). However, only 11 years after breaking the teraflop barrier in 1996 (ASCI Red). And only 12 years to enter petaflop territory in 2008 (Roadrunner).

Una de las cosas que hacen que los procesadores trabajen más rápido es aumentando la frecuencia de los procesadores, pero nos dimos cuenta de que no puede aumentar la frecuencia como antes, simplemente porque la cantidad de calor generado las derretiría. El problema es que aumenta el consumo de energía al mismo paso que el tamaño. Sequoia opera en un promedio de 6 a 7 megavatios, cada una de sus 96 bastidores irradia el calor suficiente para 50 viviendas unifamiliares, y el sistema requiere 3.000 litros de agua por minuto para realizar todo lo que es el calor fuera. Aparte de las necesidades de energía masiva, los ingenieros no puede seguir añadiendo más núcleos de procesadores indefinidamente, pues cada vez es más difícil sincronizarlos. En algún momento, la ampliación serán con rendimientos decrecientes.

One of the things that make work faster processors is increasing the frequency of the processors, but we realized we can not increase the frequency as before, simply because the amount of heat the melt. The problem is that energy consumption increases in step with the size. Sequoia operates at an average of 6-7 megawatts, each of its 96 racks radiates enough heat to 50 houses, and the system requires 3,000 liters of water per minute for everything that is hot outside. Apart from the massive energy requirements, engineers can not keep adding more processor cores indefinitely because it is increasingly difficult to synchronize. At some point, the extension will be diminishing returns.

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