¿Qué es una supercomputadora? Los 10 mejores supercomputadores del mundo

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La definición del diccionario de una supercomputadora es "una computadora central particularmente poderosa".

El "poder" de una supercomputadora se define por cuántos operaciones que el sistema puede procesar cada segundo.

Esta es una definición amplia con una meta que cambia cada vez que avanza la tecnología informática. los las computadoras personales más rápidas de hoy están procesando operaciones a la velocidad que las supercomputadoras realizaban hace varias décadas. Así de rápido cambia esta tecnología.

Entonces, ¿qué es realmente una supercomputadora?

Echemos un vistazo más profundo a cómo se ven las supercomputadoras hoy para descubrirlo.

La supercomputadora más poderosa del mundo

Durante muchos años, Estados Unidos, China y Japón lucharon por ser el país que poseía la supercomputadora más rápida del mundo. "Rápido" se define por la cantidad de petaflops que puede realizar el sistema informático. UNA petaflop es mil teraflops, o un cuatrillón operaciones de punto flotante por segundo

Pruebas comparativas de PC: ¿qué son y qué importan realmente?Hay muchos sitios técnicos en Internet que se ocupan de puntos de referencia: una gran cantidad de gráficos y números para casi cualquier pieza de hardware en el mercado. ¿Pero, qué quieren decir? Lee mas .

Para 2013, las dos supercomputadoras más poderosas que existían eran:

• los Titán Cray en Oak Ridge, con una capacidad de procesamiento de 17.59 petaflops.
• los IBM Sequoia en Livermore Labs, empujando 17.17 petaflops.

Sin embargo, ese año China se hizo cargo de la carrera con el NUDT Tianhe-2 en Guangzhou, con la friolera de 33.86 petaflops. Este sistema fue rey, hasta 2016 cuando el Sunway TaihuLight En Wuxi, China finalmente se llevó el premio con un impresionante 93.01 petaflops.

De acuerdo a Top500, el próximo rey de las supercomputadoras debería ser el Cumbre. Esta es una supercomputadora en Oak Ridge National Lab, que se espera que comience a funcionar en el verano de 2018.

Mirando más profundo en una supercomputadora

Ahora que conoce el estado de la actual carrera de supercomputadoras, echemos un vistazo más de cerca al funcionamiento interno de estas impresionantes maravillas de la tecnología. Examinemos el Sunway Taihulight.

El Taihulight es una computadora súper eficiente con la siguiente arquitectura de procesador:

• Procesadores SW26010 de 1,45 GHz, cada uno con cuatro grupos de núcleos ¿Qué es una CPU y qué hace?Las siglas informáticas son confusas. ¿Qué es una CPU de todos modos? ¿Y necesito un procesador quad o dual-core? ¿Qué tal AMD o Intel? ¡Estamos aquí para ayudar a explicar la diferencia! Lee mas .
• Cada grupo principal contiene 65 núcleos para un total de 260 núcleos por nodo.
• Cada gabinete del sistema contiene 1,024 nodos.
• Todo el sistema contiene 40 gabinetes.

Para conectar todos estos gabinetes, los constructores de este impresionante sistema diseñaron a medida su propia red de conexiones PCIe 3.0 que han denominado la "Red Sunway".

La red conecta los conmutadores, el hardware para compartir recursos y todos los supernodos a través de cables de 7 pulgadas que transmiten datos a 70 terabytes por segundo.

La siguiente es la lista actual de las 10 supercomputadoras más rápidas del mundo, según Top 500.

1. Sunway TaihuLight (China): 10,649,600 núcleos, 93,014 TFlops / s
2. Tianhe-2 MilkyWay-2 (China): 3,120,000 núcleos, 33,962 TFlops / s
3. Piz Daint (Suiza): 361,760 núcleos, 19,590 TFlops / s
4. Gyoukou (Japón): 19,860,000 núcleos, 19,136 TFlops / s
5. Titán (Estados Unidos): 560,640 núcleos, 17,590 TFlops / s
6. Secoya (Estados Unidos): 1,572,864 núcleos, 17,173 TFlops / s
7. Trinidad (Estados Unidos): 979,968 núcleos, 14,137 TFlops / s
8. Cori (Estados Unidos): 622.336 núcleos, 14.015 TFlops / s
9. Oakforest-PACS (Japón): 556,104 núcleos, 13,555 TFlops / s
10. Computadora K - Sparc64 (Japón): 705,024 núcleos, 10,510 TFlops / s

Es un vasto campo de juego que involucra laboratorios avanzados e instalaciones gubernamentales en todo el mundo. Los líderes no solo se ganan el respeto de los expertos en informática a nivel mundial, sino que la carrera por la cima también tiene una carga política. Y con los costos de la supercomputadora llegando a los miles de dólares por hora, estas compañías probablemente también ganen mucho dinero.

¿Para qué se utilizan las supercomputadoras?

¿Por qué alguien necesitaría un sistema informático que pueda procesar miles de millones de operaciones de coma flotante por segundo?

La realidad es que, en muchas industrias diferentes, existen necesidades que requieren una potencia computacional masiva. Aquí hay algunos usos de la supercomputadora en la industria, los gobiernos y las fuerzas armadas.

Un informe escrito por el Corporación Internacional de Datos en 2014 se sumergió en docenas de escenarios del mundo real donde se utilizaron supercomputadoras. Sacamos los siguientes ejemplos de ese estudio.

Industria

• General Electric, un jugador importante en la industria aeroespacial, colaboró ​​con expertos en informática en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para producir simulaciones avanzadas de motores a reacción. Las simulaciones ayudaron a GE a identificar un fenómeno de motor que ayudó a la compañía a mejorar la eficiencia general del combustible.
• Los científicos de Lawrence Livermore National Labs utilizaron las supercomputadoras allí para desarrollar una nueva técnica para recolección de datos del subsuelo. Esto permitió que la industria de petróleo y gas de los EE. UU. Identificara más fácilmente las reservas de petróleo en el Golfo de México y redujera la dependencia de Estados Unidos del petróleo extranjero.
• Los ingenieros de Boeing utilizaron supercomputadoras para crear simulaciones de aviones eso condujo a mejores diseños aerodinámicos, para que pudieran producir aviones más eficientes y más seguros.

Gobierno

• Los Centros para el Control de Enfermedades y la Universidad de Cornell colaboraron para crear un modelo altamente detallado del virus de la hepatitis C. Usando una supercomputadora en la Universidad de Cornell, los investigadores pudieron desarrollar nuevas terapias que eventualmente asistió a la comunidad médica 8 avances tecnológicos médicos que puede necesitar un díaLo creas o no, la velocidad de los avances tecnológicos sigue aumentando, y se están produciendo muchos avances en el campo de la medicina. ¡Mira estas nuevas cosas increíbles! Lee mas en la reducción o curación de la enfermedad hepática en pacientes.
• El Departamento de Defensa de los Estados Unidos usó una supercomputadora para desarrollar nuevos modelos climáticos eso ayudaría a los meteorólogos a predecir huracanes y ciclones potencialmente peligrosos. Los modelos informáticos más avanzados de estas tormentas proporcionaron la capacidad de predecir los peligros hasta cinco días antes del impacto.

Militar

• El ejército de EE. UU. Utiliza supercomputadoras en el Laboratorio de Investigación del Ejército para ejecutar simulaciones avanzadas que ayudan a los investigadores a realizar "experimentos destructivos en vivo y demostraciones de prototipos". De lo contrario, sería prohibitivo realizarlo con equipos reales.
• Una de las supercomputadoras más inusuales utilizadas por el ejército de los EE. UU. Se llamó el "Cúmulo de cóndores", creado por la Fuerza Aérea de los EE. UU. En 2010. Los ingenieros conectaron 1.760 consolas Sony PlayStation 3 para crear el núcleo de la supercomputadora. Era capaz de 500 TFlops y se usaba para tareas como reconocimiento de patrones, procesamiento de imágenes satelitalesy realizar investigaciones de inteligencia artificial.

Como puede ver, hay muchas demandas de todas las industrias, agencias gubernamentales y militares para potencia informática avanzada.

¿Son las computadoras cuánticas las siguientes?

Cada avance en la velocidad de la supercomputadora es el resultado directo de un mayor número de transistores empaquetados en microprocesadores en una escala cada vez más pequeña. A medida que estos microcircuitos continúan reduciéndose hacia una escala atómica, muchos futuristas predicen que la próxima etapa en las supercomputadoras será en el ámbito de las computadoras cuánticas.

¿Qué es una computadora cuántica?

La computación cuántica es una visión única de la tecnología informática. En lugar del tradicional microprocesador basado en transistores, los científicos esperan capitalizar la manipulación del estado de las partículas subatómicas.

Las partículas subatómicas se adhieren a leyes muy extrañas de la física, muchas de las cuales los investigadores solo han descubierto en el pasado muy reciente. Al experimentar con varias técnicas para controlar los estados subatómicos de estas partículas, los científicos esperamos reemplazar los 1s y 0s de un transistor clásico con un estado equivalente de 1 o 0 de estos cuánticos partículas

Otra palabra para estas partículas de dos estados son bits cuánticos (o "qubits").

El aspecto alucinante de la computación cuántica es el hecho de que los muchos estados disponibles de estas partículas pueden permitir que estas computadoras almacenen más que solo un 1 o 0.

¿Hay alguna supercomputadora cuántica?

La razón por la que aún no ha oído hablar de una supercomputadora cuántica superior que esté en la lista Top500 es porque todavía no existe una supercomputadora cuántica estable real.

IBM ofrece Acceso en línea a un sistema de 20 qubits para que lo utilicen los investigadores. Los investigadores generalmente usan computadoras cuánticas para cálculos y análisis específicos para los que son adecuados, como simulaciones químicas.

Los creadores de las computadoras cuánticas usan términos que no hace mucho tiempo eran en su mayoría de naturaleza teórica. Pero ahora, los científicos que construyen estos sistemas describen interacciones muy reales entre "qubits" como "enredos". Ellos describir estados específicos de qubits como "coherencia". Por lo tanto, es casi imposible comparar estos sistemas con los sistemas tradicionales. ordenadores.

Los sistemas grandes que podrían tener la esperanza de competir con las supercomputadoras tradicionales de hoy en día siguen siendo demasiado inestables. Por ejemplo, en noviembre de 2017, IBM anunció que había construido una computadora cuántica de 50 qubits. Sin embargo, solo podía mantener su "microestado" cuántico durante 90 microsegundos.

Las computadoras cuánticas son muy prometedoras para el futuro, pero en este momento ofrecen poca competencia para las supercomputadoras tradicionales basadas en silicona.

¿Qué crees que depara el futuro?

¿A dónde crees que se dirige el futuro de la tecnología de supercomputadoras? ¿Crees que las computadoras cuánticas están más cerca del horizonte de lo que la gente cree? ¿Qué país crees que encabezará la lista en 2018 y más allá?