Aunque usamos ordenadores a diario, no son comparables, por mucha potencia que tengas en casa o en la oficina, con algunos de los mejores superordenadores del mundo. Seguro que has escuchado hablar de ellos, pero te explicamos todo lo que debes saber sobre estos grandes ordenadores repartidos por todos los países: qué son, dónde están, para qué sirven, quién los ha fabricado o por qué son tan importantes para todos los ámbitos.
La durante los últimos años como para cada vez contemos con ordenadores más potentes con los que poder cubrir todas nuestras necesidades en términos de trabajo o de ocio. Los amantes de los vodeojuegos, por ejemplo, tienen una serie de requisitos muy por encima de la media para sus dispositivos para poder mover los mismos con soltura. De lo contrario, sería especialmente complejo que pudieran garantizar la mejor experiencia de posible. Sin embargo, una cosa es que los ordenadores domésticos que utilizamos en nuestro día a día tengan cada vez una mayor potencia y otra muy distinta que en algún momento se puedan acercar a los conocidos como «superordenadores».
Puede que nunca hayas visto uno, pero los superordenadores son muy necesarios en el día a día. Puede que hayas escuchado hablar de la expresión “superordenador” pero que no sepas bien a qué se refiere. Se trata de grandes computadoras con altos niveles de potencia y rendimiento que se utilizan en la investigación genética, biológica, armamentística… La potencia se ha multiplicado por más de 100.000 en los últimos quince años y son capaces de funcionar como miles de ordenadores juntos para encontrar curas a enfermedades o “adivinar” cuándo va a llegar un tsunami.
No suelen ser accesibles para el gran público y, cuando esto ocurre, es bajo estrictas medidas de seguridad o con las garantías de que nadie va a poder interceder en su funcionamiento o acceder a sus servidores. No obstante, la mayoría de ellos son conocidos, tanto en el lugar en el que se encuentran como, al menos, algunos de los usos que se realizan de ellos. No obstante, dada la importancia que pueden llegar a tener a la hora de realizar una gran cantidad de tareas en todo tipo de sectores, no siempre son conocidas la totalidad de las funciones que ofrecen.
Qué son los superordenadores
Los superordenadores o supercomputadores son ordenadores con unas características muy superiores a los que tenemos por casa que funcionan a una gran velocidad habitualmente medida en petaFLOPS y que se traduce como mil billones de operaciones por cada segundo. Pueden procesar miles de millones de datos por segundo lo que hace que sean útiles para prácticamente todo tipo de tareas: desde predecir un tsunami a encontrar una cura contra el coronavirus, buscar planetas, etc.
Por lo general, aunque más adelante veremos algunos de sus usos, se utilizan para investigaciones especiales ya sea de laboratorios, de educación, de diseño industrial de investigación de fármacos. Están por todo el mundo, cuestan cientos de millones de euros y se espera que en Europa haya muchos más en los próximos años. Aunque no estés acostumbrado a verlos su uso es fundamental para investigaciones de todo tipo.
La principal diferencia que encontramos en este tipo de dispositivos, frente a los ordenadores a los que muchos de nosotros estamos acostubrados, tiene que ver con el aspecto físico con el que cuentan. Y es que no son ordenadores al uso como los que estamos acostumbrados. La mayoría de ordenadores tienen un aspecto similar al de armarios metálicos donde hay miles de procesadores y nodos funcionando de forma conjunta hasta alcanzar miles de millones de operaciones por segundo que se van multiplicando a medida que lanzan nuevos modelos e innovaciones técnicas. Las marcas son diversas… Fujitsu, IBM o Lenovo son algunas de ellas. También varía su ubicación: China o Estados Unidos están a la cabeza, pero Europa planea estar pronto a su altura con varias nuevas computadoras. Además, el rendimiento espectacular que se consigue es gracias a que estos superordenadores están funcionando a pleno rendimiento en habitaciones completas que equivalen a miles de ordenadores funcionando a la vez.
Cómo son
Básicamente y, en resumidas cuentas, los superordenadores son conjuntos de ordenadores de que funciona como un todo potente y único. Varios miles de ordenadores con sus respectivos Us y GPUs que trabajan como uno solo gracias a la unión de los nodos. Cada nodo sería similar (aproximadamente) a un ordenador tal y como lo conoces, por ejemplo, con varios procesadores, chips gráficos, almacenamiento interno y memoria RAM. Todos ellos se unen hasta que hay miles de nodos conectados en los distintos ‘switches’ de la habitación.
La potencia en superordenadores se mide en petaflops o pFLOPS (número de operaciones de coma flotante por segundo) y debemos tener en cuenta que habitualmente usamos como medida, en ordenadores, los teraFLOPS o TFLOPS, siendo los más potentes que tengamos en casa de unos 10 TFLOPS. Cada TFLOPS equivale a 1012 FLOPS y cada PFLOPS equivale a 1015.
Las supercomputadoras ocupan habitaciones o edificios enteros y pueden ser utilizados por muchas personas a la vez, como es lógico, pero casi siempre funcionan de forma semiautónoma. Por lo general, siempre se usan prácticamente todos los recursos sin ningún descanso.
Enfriamiento único
Debido a las dimensiones, habitualmente de varios metros cuadrados, y potencia de estos ordenadores, necesitan estar en unas condiciones especiales: habitaciones con sistema de enfriamiento únicos y refrigeración especial, por ejemplo. E incluso urnas que protegen los sistemas o protección antiincendios capaz de extinguir cualquier fuego.
Por ejemplo, algunos superordenadores cuentan con Us que superan los 80 grados centígrados y es necesario apostar por sistema de enfriamiento de todo tipo como la refrigeración líquida avanzada. Aunque también soluciones alternativas: en Suiza han buscado “uso” a este calor de los superordenadores: el calor que provocan se utiliza como sistema de calefacción en las habitaciones de la misma universidad en la que se aloja. Y es que no podemos olvidar que una de las principales consecuencias que tienen este tipo de ordenadores frente al resto de las opciones que ofrece y que podemos encontrar en el mercado es el consumo energético que requieren para poder funcionar.
Para qué se usan
No se utilizan para jugar en casa ni para oficinas sino que tienes usos generalmente científicos. Una de sus aplicaciones más habituales es la meteorología con el fin de enfrentarse a todo tipo de eventos climáticos externos y “adelantarse” a lo que venga y predecir las condiciones climáticas. Son capaces de predecir el clima futuro o por ejemplo prever los efectos de un tsunami para evitar una catástrofe en un país o que supongan pérdidas humanas. En cuanto a física, pueden simular evoluciones estelares o también realizan otras tareas como la reproducción de modelos aerodinámicos de los que serían aviones militares. También pueden ser de utilidad en otros campos como la biología, la medicina, la física, astronomía, geología, zoología.
Los superordenadores también permiten hacer que buscar fármacos sea más rápido y más sencillo en casos de emergencia como el de la COVID en España. Gracias a la potencia de cálculo son capaces de hacer simulaciones que ayudan con cualquier investigación de medicinas, sobre células, sobre combinaciones químicas, etc. En resumen, se trata de un conjunto de dispsitivos que están especialmente desarrollados para realizar tareas que si nos apoyáramos en equipos tradicionales tardaríamos años en poder realizar.
Usos habituales
- Ampliar la vida de las armas nucleares
- Estudios de astrofísica
- Sostenibilidad, salud y cambio climático
- Meteorología
- Composición atmosférica y calidad del aire
- Big Data, interacción de personas con las computadoras
- Biomecánica para simulaciones de sistemas respiratorio, cardiovascular, etc.
- Educación
- Simulación de ingeniería
- Diseño de medicamentos
- Geofísica, simulación de terremotos
- Análisis de las propiedades de la superficie de nuestro planeta
- Bioinformática y transmisión de volumen de datos cínicos
- Computación en la nube y optimización de centros de datos
- Simulación social y estudio de la evolución cultural
- Seguridad pública o investigación de ciudades inteligentes
- Simulaciones sobre virus, células, etc
- Estudio de grupos humanos
- Investigación del espacio exterior y evolución estelar
Donde están
Hay más de mil superordenadores por todo el mundo en una gran cantidad de países. Entre ellos, España con su MareNostrum en Barcelona. Pero la mayoría se reparten entre China, Estados Unidos y Japón aunque también Francia, Alemania u Holanda tiene algunos de los más importantes.
Según los datos más recientes, el 45,2% de los superordenadores de los 500 mejores superordenadores del mundo. China tiene 226 dispositivos del total de los 500 más potentes de todo el planeta. Pero que tenga más ordenadores no implica que tenga más potencia. Pese a tener más máquinas, China no es el que más potencia o petaflops tiene. Es Estados Unidos el rey en este apartado: suma 644 petaflops frente a los 565 de los ordenadores de China pese a que los americanos cuentan con un 22,6% del total de los supercomputadores que tenemos en el mundo.
MareNostrum en Barcelona
En España, puedes visitar el supercomputador MareNostrum en Barcelona, el más potente del país que se encentra en las instalaciones del
MareNostrum de Lenovo
El ordenador MareNostrum de Barcelona ocupa la posición 37 de los 500 más importantes y potentes del mundo. El primer modelo de este superordenador se lanzó en 2004 cuando IBM (en colaboración con la empresa Lenovo) firmó un acuerdo con el Gobierno para desarrollar este ordenador que contaba inicialmente con una potencia de 42,4 teraflops. Pero de eso hace ya más de quince años. En la actualidad se trabaja ya en el MareNostrum 5 que se espera que se estrene a finales de 2020 y tendrá un precio que supere los 100 millones de euros.
Este ordenador será 10.000 veces superior en potencia al modelo de 2004 y hasta 17 veces superior en potencia al actual MareNostrum 4. Alcanzará los 300 teraflops y forma parte de los planes de la Comisión Europea de crear una “red de superordenadores” en diferentes territorios de la Unión Europea. Más allá de España habrá también en Finlandia y en Italia, en Bulgaria, en Portugal, etc.
Actualmente el modelo en funcionamiento es el MareNostrum 4 que empezó en 2017 y que tiene 13,7 petaflops. Tiene dos partes diferenciadas: una parte para tecnologías emergentes y una parte de propósito general. Y su uso es muy diverso: para genética, medicina, química, paleontología, meteorología, etc. Ya se ha empleado en los últimos años para, por ejemplo, predecir tormentas de polvo y arena y mejorar así la seguridad en los vuelos. También para la predicción de contaminación atmosférica con el sistema CALIOPE del Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona.
Entre las curiosidades que nos ofrecen este tipo de superorenadores, se encuentra el sistema operativo que utilizan. Muchos de ellos se basan en el SO de Linux en algunas de sus diferentes variantes. Son muchos los motivos que explican esta elección, desde que se trata de un software de código abierto hasta que el consumo de recursos que requiere es inferior al de otras opciones que existen en el mercado.
Recuerda que el hecho de que no estén en esta lista, no quiere decir que no hayan más superordenadores repartidos en cualquier parte del mundo. Como ya hemos mencionado previamente, pese a que en muchos de ellos conocemos la ubicación específica, puede darse el caso de que algunos de ellos estén ocultos para preservar su actividad. Como, por ejemplo, los superodenadores que se encargan de realizar tareas críticas que están vinculadas con la seguridad nacional.
