El superordenador japon¨¦s Fugaku lidera el ¡®ranking¡¯ de los m¨¢s potentes del mundo

El superordenador m¨¢s potente del mundo se llama Fugaku, est¨¢ en el Centro de Ciencia Computacional de Jap¨®n y tiene m¨¢s de siete millones de n¨²cleos. Lo acaba de determinar el nuevo ranking de Top500, hecho p¨²blico este lunes, que lleva desde finales de los a?os ochenta elaborando la clasificaci¨®n mundial de estos sistemas. Hace un cuarto de siglo, el superordenador m¨¢s potente del mundo tambi¨¦n estaba en Jap¨®n, se llamaba t¨²nel de viento num¨¦rico -numerical wind tunnel (NWT)-, y su po¨¦tico nombre no pod¨ªa ser m¨¢s literal: era un simulador de tests de aerodin¨¢mica desarrollado por Fujitsu para el Laboratorio Nacional Aeroespacial de Jap¨®n. Estuvo a la cabeza del Top500 desde 1993 hasta 1996. "NWT fue uno de los primeros computadores en usar una arquitectura vectorial paralela alcanzando los 100 GFLOPS con solo 140 n¨²cleos. Aunque a nivel tecnol¨®gico hay poco parecido entre NWT y Fugaku, la m¨¢quina actual es claramente el fruto de la experiencia de Fujitsu en supercomputaci¨®n unida a bajo consumo", razona Carlos Cordero, director de tecnolog¨ªa de Fujitsu en Espa?a.

"Quien no computa, no compite", asegura Mateo Valero, director del Barcelona Supercomputing Center?(BSC), sede del c¨¦lebre MareNostrum que mantiene un puesto en la clasificaci¨®n desde 2004 y en ese tiempo ha multiplicado su potencia por 300. Las palabras de Valero retratan perfectamente la evoluci¨®n que ha vivido el sector de los superordenadores durante los ¨²ltimos 25 a?os: una constante y cambiante competici¨®n de fabricantes, pa¨ªses y centros de investigaci¨®n. "La supercomputaci¨®n, junto a la tecnolog¨ªa inspirada en computaci¨®n cu¨¢ntica, van a ser los dos caballos de batalla en tecnolog¨ªa en los pr¨®ximos a?os. Fujitsu tiene un liderazgo importante en ambas tecnolog¨ªas, y vista la importancia que van a tener en ayudar a resolver muchos de los importantes retos a los que se enfrente la humanidad en el pr¨®ximo decenio, son dos l¨ªneas de trabajo e inversi¨®n absolutamente prioritarias", a?ade Cordero.

Computar y competir no es un capricho, y menos ahora. La crisis del coronavirus ha hecho de estos sistemas un preciado recurso en la investigaci¨®n de la enfermedad. El propio Valero confirma que el MareNostrum ya est¨¢ contribuyendo con su poder de computaci¨®n a un proyecto en el que colaboran otros pa¨ªses europeos. Y al otro lado del charco, Donald Trump anunci¨® hace meses que la Casa Blanca unir¨¢ fuerzas con IBM, Amazon, Microsoft y Google para concentrar el m¨¢ximo poder de computaci¨®n en la b¨²squeda de tratamientos y vacunas: 16 sistemas que juntos alcanzan 330 petaFLOPS.

Distribuci¨®n del Top 500 por pa¨ªses y fabricantes

Los FLOPS -operaciones de coma flotante por segundo-, son la magnitud que retrata el alt¨ªsimo rendimiento de estos equipos y uno de los bienes m¨¢s preciados de cualquier ordenador que quiera competir a escala mundial. Aunque han ido surgiendo rankings m¨¢s espec¨ªficos, como el Green500, que toma en consideraci¨®n el coste energ¨¦tico, entrar en el ilustre Top500 es cuesti¨®n de velocidad. "Los computadores se clasifican despu¨¦s de ejecutar un programa que consiste en resolver un sistema de ecuaciones lineales", precisa a Valero. El primero en terminar ser¨¢ el m¨¢s r¨¢pido del mundo. Los que le sigan ir¨¢n ocupando los puestos siguientes en la lista, hasta llegar a medio millar de equipos.

El t¨²nel de viento num¨¦rico alcanz¨® en 1995 una velocidad m¨¢xima de 0,17 teraFLOPS. La mejor marca del Fugaku supera los 415.000 TFlops y duplica los del equipo que ocupa el segundo puesto del ranking, el estadounidense Summit, que hab¨ªa mantenido el liderazgo durante las ¨²ltimas cuatro ediciones de la clasificaci¨®n, publicada cada a?o en noviembre y junio. "La arquitectura de Fugaku est¨¢ basada en el procesador A64FX. Este procesador, dise?ado por Fujitsu siguiendo la arquitectura v8-A de ARM, es hoy por hoy el procesador con mejor rendimiento por watio de energ¨ªa consumida e integra adem¨¢s instrucciones de procesado vectorial y un conjunto de instrucciones que aceleran de forma notable los entrenamientos en inteligencia artificial", explica Cordero.

Si Estados Unidos hubiera puesto un ordenador a la cabeza, no habr¨ªa sorprendido a nadie: as¨ª lo ha hecho durante 28 de las 51 ediciones bianuales de Top500, publicadas durante los ¨²ltimos 25 a?os. China ha conquistado la cima 11 veces y Jap¨®n, 12. La otra novedad es que el hist¨®rico l¨ªder ya no tiene el dominio absoluto en la guerra de la computaci¨®n de alto rendimiento. Lo perdi¨® por primera vez ante China en junio de 2016 y no lo ha vuelto a recuperar desde junio de 2017. Tanto es as¨ª, que seg¨²n los nuevos datos, el gigante asi¨¢tico concentra ahora un 45,2% de los equipos clasificados, frente al 22,8% de los estadounidenses y el lejano 5,8% de los japoneses. "Han invertido en comprar muchas m¨¢quinas para ponerlas al servicio de investigadores y empresas, y en paralelo, est¨¢n desarrollando m¨¢quinas para competir con Estados Unidos y Jap¨®n", explica Valero. El resto de los pa¨ªses se reparten el 26,2% restante con concentraciones muy inferiores a las de las dos superpotencias.

Evoluci¨®n del n¨²mero de superordenadores en el Top500

Por lo pronto, la Historia a¨²n da la raz¨®n a Estados Unidos: casi la mitad los 25.500 superordenadores que se han hecho un hueco en el Top500 desde 1995 estaban en su territorio, mientras que China hasta el momento solo puede presumir de haber colado poco m¨¢s de 2.800 equipos en las clasificaciones publicadas en noviembre y junio desde 1995 hasta junio de 2020; y eso que es el segundo pa¨ªs con m¨¢s presencia en un podio, que completa Jap¨®n con 2.086 equipos. "Estados Unidos lo ha tenido muy claro durante muchos a?os. Por la seguridad de la naci¨®n, por la competitividad de las empresas, ya sabes c¨®mo son estos chicos, y m¨¢s con el que tienen ahora", comenta el director de BSC.

Pero no acaban ah¨ª los datos de la superioridad estadounidense en la competici¨®n de la computaci¨®n. China palidece tambi¨¦n en FLOPS. De acuerdo con los ¨²ltimos datos, Estados Unidos sigue aglutinando un 25,7% de la potencia de c¨¢lculo, frente al 25,4% de China y al no desde?able 23,7% de Jap¨®n. "Es decir, que una a una, las m¨¢quinas americanas son m¨¢s potentes que las chinas", contin¨²a Valero. "Y eso no quiere decir que sea porque es tecnolog¨ªa china, porque muchas de sus m¨¢quinas todav¨ªa usan tecnolog¨ªa americana".

?Y Espa?a? Su ¨²nica posici¨®n conquistada en el ¨²ltimo ranking correspondiente al Marenostrum, se completa con las otras 149 conseguidas en los ¨²ltimos 25 a?os. "La cantidad es poca y eso realmente refleja que Espa?a s¨ª que dedica recursos a la supercomputaci¨®n, pero no al nivel que otros pa¨ªses. Y, claro, lo dice el director del centro que estamos muy contentos de los recursos que nos dan las administraciones", matiza Valero. Adem¨¢s del BSC, aparecen en la historia del Top500 otras instituciones o empresas como el Centro de Investigaciones Energ¨¦ticas, Medioambientales y Tecnol¨®gicas (CIEMAT), la Agencia Estatal de Meteorolog¨ªa (AEMET), Vodafone, Telef¨®nica, El Corte Ingl¨¦s o Carrefour. "Un supercomputador es una herramienta muy ¨²til y necesaria para gran parte de la investigaci¨®n puntera que se realiza en un pa¨ªs. Por ejemplo, medicina personalizada, cambio clim¨¢tico, la nanotecnolog¨ªa. Entonces, cuantas m¨¢s herramientas tienes, m¨¢s grupos se crean alrededor de la herramienta y m¨¢s investigaci¨®n se hace y m¨¢s puedes ayudar a la sociedad", sentencia el director del BSC.

Equipos y fabricantes de los principales pa¨ªses (y Espa?a)

El despertar de los gigantes chinos tiene a Lenovo a la cabeza y su espectacular despegue en los ¨²ltimos 15 a?os no es casual: es producto de la compra de la divisi¨®n de superordenadores IBM por parte de la compa?¨ªa. "Para nosotros la supercomputaci¨®n es la punta de lanza del desarrollo tecnol¨®gico. Esto nos permite desarrollar nuevas tecnolog¨ªas que posteriormente ser¨¢n trasladadas a la computaci¨®n de prop¨®sito general", explica Miguel Terol, arquitecto de soluciones de computaci¨®n de alto rendimiento de Lenovo EMEA. En el nuevo ranking, 180 de los equipos del Top500 ven¨ªan de la factor¨ªa Lenovo, entre ellos, la m¨¢quina del MareNostrum.

La empresa china, que ya compr¨® a IBM la divisi¨®n de ordenadores personales en 2005, recoge literalmente el testigo de esta, que durante las d¨¦cadas anteriores lider¨® la clasificaci¨®n. Al otro lado del ring, Hewlett Packard Enterprise (HPE), tambi¨¦n cl¨¢sico l¨ªder del Top500, se prepara para resurgir despu¨¦s completar la compra de Cray el a?o pasado. Por lo pronto, Valero no se muestra preocupado por la concentraci¨®n de tanto poder de computaci¨®n en tan pocas marcas: "La competencia siempre es buena, pero a m¨ª lo que me preocupa es que Europa no tiene. Toda la guerra econ¨®mica es por el 5G y la inteligencia artificial... Y en Europa estamos hu¨¦rfanos", argumenta. "Es bueno utilizarlos per se. Porque avanza la ciencia y la ingenier¨ªa. Y lo que es requetebueno es adem¨¢s fabricarlos, porque te da autonom¨ªa. No solamente para las aplicaciones propias de la supercomputaci¨®n, sino todas las de inteligencia artificial, edge computing, coches aut¨®nomos, servidores... Europa debe apostar por el dise?o de chips".

Adem¨¢s, para el director del BSC, ha llegado la hora de poner la atenci¨®n a otras clasificaciones que tengan m¨¢s en cuenta la sostenibilidad de los equipos. "?Cu¨¢n r¨¢pido eres, pero cu¨¢nto cuesta tu energ¨ªa?", resume. "F¨ªjate en la quinta m¨¢quina, una de las chinas". Se refiere al Tianhe-2A, ubicado en el Centro Nacional de Supercomputaci¨®n de Guangzhou. En el Green500, que mide la eficiencia energ¨¦tica de los computadores clasificados en el Top500, el quinto superordenador m¨¢s potente del mundo cae al puesto 87. "Para nosotros rendimiento y sostenibilidad no son dos variables independientes. No existe una sin la otra. Entonces, obtener mayor rendimiento pasa indefectiblemente por conseguir una mayor eficiencia energ¨¦tica, porque la disponibilidad de recursos energ¨¦ticos es limitada", subraya Terol. En el caso de Fugaku, que Cordero describe como "un sistema de supercomputaci¨®n extremadamente sostenible", el primer lugar del Top500 se convierte en Green500 en un tambi¨¦n respetable noveno puesto.