La cursa de la supercomputació

Vivim en un món competitiu acostumat a les curses i als reptes. Des dels temps més antics, l’home ha competit contra si mateix i contra els altres amb el seu propi cos, amb el que podríem anomenar la "biomàquina humana", de manera individual o col·lectiva ajudat d’elements més o menys rudimentaris. Però el desenvolupament tecnològic li ha permès lluitar per la supremacia mitjançant l’ús de complicats instruments sempre al límit del coneixement i al límit de la capacitat. En l’actualitat, la cursa pel domini entre les superpotències econòmiques ha creat un món a dues velocitats: els que estan en el selecte club dels més potents i la resta. Durant el segle XX, es van fer molt populars l’absurda competició armamentística i l’espacial. Endinsant-nos en el segle XXI, podem parlar de la cursa de la supercomputació com el nou repte dels països més rics, la nova prova a què se sotmeten –i a la qual dediquen ingents recursos econòmics– per continuar dins del club dels millors.

Utilitats

La supercomputació té el seu àmbit d’acció preferent en els camps de la creació i desenvolupament de simulacions d’estats i processos. Dit així pot semblar una cosa extremadament especialitzada, poc habitual, però allò cert és que aquestes són tasques indispensables en la ciència, la indústria, la defensa i, fins i tot, l’economia.

Des de l’estudi de nous fàrmacs fins a les prediccions borsàries tenen una eina fonamental en la supercomputació.

Quan volem comparar dues coses, el primer que hem de decidir és sota quins paràmetres ho farem. No és el mateix comparar dos gerros per la mida que fer-ho per exemple per la forma o pel color.

El paper del FLOP

En informàtica es podrien establir multitud de paràmetres per mesurar el rendiment, però s’ha generalitzat el FLOP/S (Floating point Operations Per Second) per l’ús intensiu de les operacions de punt flotant que es fa en el càlcul científic per comparar el rendiment de supercomputadors, ja que el seu ús principal està dedicat a la ciència o a les branques basades en la ciència com la tecnologia, la indústria o la defensa.

El rendiment dels ordinadors actuals mesurat en FLOP/S requereix d’unitats majors perquè la seva representació no exigeixi la utilització de números excessivament grans i poc manejables, de manera que són habituals termes com megaflop/segon, gigaflop/segon, teraflop/segon, o petaflop/segon.

Per exemple, un ordinador personal modern –gairebé tots en tenim un a casa– assoleix ja una velocitat mitjana de 8.000 milions de flop/segon o vuit gigaflop/segon.

La llista Top500

El projecte Top500 és un rànquing de les 500 computadores més poderoses del món establert per les universitats de Manheim i Tennessee i el Lawrence Berkeley National Laboratory partint de l’execució del benchmark HPL, una versió portable –executable sota diferents sistemes– del benchmark Linpark per a ordinadors de memòria distribuïda, un banc de proves sobre el rendiment en flop/segon de supercomputadors de propòsit general.

La Top500 no inclou arquitectures GRID –basades en la unió de la potència de càlcul de computadores físicament disperses mitjançant xarxes d’intercanvi d’informació– ni computadores que no són de propòsit general, com el MDGRAPE-3 –un supercomputador desenvolupat per l’institut japonès RIKEN i destinat a realitzar simulacions de dinàmica molecular i de predicció d’estructura de proteïnes–, que gràcies a la seva especialització pot assolir el petaflop/segon.

El rànquing és publicat cada sis mesos i es pot consultar a la web del projecte www.top500.org.

Els més poderosos del món

El passat 18 de juny es va publicar l’edició número 31 de la llista Top500 sense novetats remarcables: IBM i els Estats Units lideren la inversió en I+D i copen els primers llocs de la llista una vegada més. Els cinc supercomputadors més potents són nord-americans, i els tres primers han estat fabricats per la firma IBM.

Per primera vegada en aquest tipus de computadors, s’ha traspassat la barrera del petaflop/segon, més d’un quadrilió d’operacions de punt flotant per segon. El nou record s’ha aconseguit amb el Roadrunner –construït pel gegant blau IMB en el Departament d’Energia dels Alamos- amb una marca de 1026 petaflop/segon, que, a més de ser la més ràpida, també és un dels més eficients en consum energètic. Amb els seus 12.960 processadors Cell modificats (de PlayStation 3) i 116.640 processadors Opteron d’AMD relega al fins ara campió, el BlueGene/L de l’Argonne National Laboratory a 450.3 teraflop/segon, a la segona plaça de la taula duplicant la seva velocitat.

Per trobar un supercomputador que no sigui nord-americà, hem de situar-nos al lloc 6, amb el JUGENE alemany, un BlueGene/P solution, com no, d’IBM. Entre els 10 primers es colen també Índia –vuitè lloc– i França –9 i 10.

Supercomputació a l’Estat

L’Estat espanyol també disposa d’alguns supercomputadors que ha agrupat a la Xarxa Espanyola de Supercomputació –creada el març del 2007 pel Ministeri d’Educació i Ciència–, que en l’actualitat té set nodes –BSC/CNS a Barcelona, Universitat Politècnica de Madrid, Institut Astrofísic de les Canàries, i les universitats de Cantàbria, Màlaga, València i Saragossa– en una arquitectura GRID. El computador més potent de la xarxa és el MareNostrum –del BSC/CNS–, que va ser instal·lat l’any 2005 al campus de l’Universitat Politècnica de Catalunya dins d’una antiga capella anomenada Torre Girona. Amb els seus 10.240 processadors i una capacitat de càlcul de 94,21 bilions d’operacions per segon, es va situar com el cinquè computador més potent del món en la seva primera aparició en el Top500. En l’actualitat, i després d’algunes remodelacions per multiplicar la seva capacitat de càlcul, ocupa el lloc número 26.

L’altre gran supercomputador espanyol, el Finis Terrae de Galícia, ocupa la darrera edició del Top500. En total, el nostre país té set supercomputadors en el rànquing mundial –llocs 26, 209, 210, 341, 348, 354 i 397–, fet que ens deixa al novè lloc mundial quant a entrades en la llista. Encara que molt lluny de les 257 dels EUA, estam per davant de la majoria de països europeus i, fins i tot, per davant de l’Índia amb la seva potent tradició informàtica.