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La era de los exaflops

Con capacidad para realizar un trillón de cálculos matemáticos por segundo, la supercomputadora Frontier inaugura una nueva escala en el campo del procesamiento de datos

Frontier: la supercomputadora más poderosa del mundo está hospedada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Estados Unidos

Oak Ridge National Laboratory

La supercomputadora Frontier, desarrollada por la empresa estadounidense Hewlett Packard Enterprise (HPE), fue la primera de su tipo en el mundo que alcanzó la escala de los exaflops. Un exaflops equivale a la capacidad de realizar 1 trillón de operaciones matemáticas por segundo. Las máquinas capaces de operar en el rango de los exaflops tienen un poder de cálculo equivalente al de 5,7 millones de computadoras portátiles.

Alojada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, un instituto de investigación vinculado al Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), Frontier fue puesta en funcionamiento en mayo de 2022 con una capacidad de 1,102 exaflops y, a finales de ese mismo año fue actualizada para llevarla a 1,194 exaflops. Este rendimiento le aseguró a la máquina el liderazgo en la 62ª edición de la clasificación Top500 donde se encuentran listados los equipos más potentes del mundo, publicada en noviembre de 2023.

La segunda máquina de la lista es la también estadounidense Aurora, de Intel y HPE, propiedad del Laboratorio Nacional Argonne, en Lemont (EE. UU.), cuya gestión está a cargo de la Universidad de Chicago. Con 585,3 petaflops, fue proyectada para alcanzar un total de 2 exaflops, lo que la convertirá en la más potente del mundo. Este equipo también forma parte de la estructura de investigaciones del DOE.

Las supercomputadoras Eagle, de Nvidia, con 561,2 petaflops, utilizada por Microsoft como su plataforma de computación en la nube Azure; Fugaku, de 442 petaflops, ensamblada por Fujitsu para el Centro Riken de Ciencia de la Computación (R-CCS) en Kobe (Japón), y la finlandesa Lumi, instalada en el centro de datos de la empresa estatal CSC, en Kajaani (Finlandia), con 379 petaflops, completan los primeros 5 puestos del ranking.

A partir del 16º puesto, los superordenadores tienen menos de 50 petaflops, lo que revela el abismo existente entre las nuevas capacidades en exaflops y el universo del actual parque instalado de computación de alto rendimiento (HPC) en el mundo.

Rodrigo Cunha

El proyecto en desarrollo con mayor capacidad de cálculo es Condor Galaxy, que apunta a constituirse en una red integrada por nueve supercomputadoras interconectadas con un poder de procesamiento total de 36 exaflops. Esta iniciativa es el fruto de una cooperación entre las empresas Cerebras System, de Estados Unidos y G42, de Emiratos Árabes Unidos, que trabajan en el campo de la inteligencia artificial.

Las cifras no son oficiales, pero la prensa especializada estadounidense estima que la inversión requerida para construir una supercomputadora que opere en el rango de los exaflops ronda unos 500 millones de dólares. Estados Unidos, Japón y Corea del Sur figuran entre los principales fabricantes de supercomputadoras del mundo. Brasil, al no contar con una industria consolidada de computadoras de punta, no marca presencia en el área.

Las empresas Nvidia y Tesla, fabricante de vehículos autónomos, también han anunciado sus propios proyectos de supercomputadoras en la escala de los exaflops. El equipo DGX GH 200, de Nvidia, se utilizará para desarrollar soluciones con inteligencia artificial generativa. Ya se encuentra en la fase de pruebas y se espera que comience a operar comercialmente antes de fin de año, cuando se conozca el rendimiento real del dispositivo. La nueva supercomputadora de Tesla se utilizará para entrenar a los sistemas de conducción autónoma de la compañía. La empresa no ha dado a conocer cuándo estará lista y entrará en funcionamiento.

Ecoeficiencia
Los organizadores del ranking Top500 también elaboran otra clasificación, la Green500, cuyo listado incluye a las supercomputadoras más ecoeficientes del mundo, aquellas que combinan una gran potencia de cálculo con una mayor eficiencia energética.

La lista la encabeza Henry, un equipo del Instituto Flatiron, de Nueva York (EE. UU), destinado a la investigación científica con la ayuda de métodos computacionales. La supercomputadora posee un nivel de eficiencia energética de 65,40 gigaflops por vatio (Gflops/w), magnitud que relaciona la capacidad de realizar cálculos rápidamente con el consumo de energía. La segunda del listado es la máquina llamada Frontier Test & Development, en la práctica, uno de los racks de la gigante Frontier, con 62,68 Gflops/w.

Las seis supercomputadoras de Petrobras que figuran en el Top500 están entre las 100 más ecoeficientes del mundo, y entre ellas sobresale Pégaso, ubicada en el 46º puesto con una eficiencia energética de 18,46 Gflops/w.

Proyectos
1.
CECC – Centro de Ingeniería y Ciencias Computacionales (nº 13/08293 7); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Munir Salomão Skaf (Unicamp); InversiónR$ 38.701.865,93.
2. Simulaciones numéricas de alta fidelidad aplicadas a la aerodinámica no estacionaria, las turbulencias y la aeroacústica (nº 21/06448-0); Modalidad Jóvenes Investigadores; Investigador responsable William Roberto Wolf (Unicamp); InversiónR$ 2.274.026,90.

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