Sunway TaihuLight: as¨ª es el superordenador m¨¢s r¨¢pido del mundo

En la m¨¢s reciente clasificaci¨®n Top 500 mundial de superordenadores China ocupa un lugar destacado desde hace unos meses cuando el Sunway TaihuLight (¡°La luz de la divinidad Taihu¡± en chino) pas¨® a ocupar el primer lugar del mundo desbancando a otro equipo tambi¨¦n chino, el Tianhe-2. Lo m¨¢s sorprendente fue que adelant¨® al poseedor del t¨ªtulo por algo m¨¢s que una peque?a mejora: el poder¨ªo del Sunway TaihuLight es tal que pr¨¢cticamente triplic¨® su velocidad, pulverizando la marca anterior.

China ocupa a d¨ªa de hoy la mayor parte de los puestos del Top 500 internacional, una listas que se actualiza cada pocos meses desde hace m¨¢s de una d¨¦cada, superando incluso a Estados Unidos. El TaihuLight ha sido desarrollado por el NRCPC (Centro de Investigaci¨®n Nacional de Tecnolog¨ªa e Ingenier¨ªa de Computaci¨®n en Paralelo) y est¨¢ instalado en el Centro Nacional de Supercomputaci¨®n de China en Wuxi, en la regi¨®n de Jiangsu.

Sus creadores muestran con orgullo el superordenador que tiene una caracter¨ªstica muy peculiar: es cien por cien de fabricaci¨®n china. Hoy en d¨ªa es dif¨ªcil no utilizar alg¨²n componente japon¨¦s o estadounidense, pero en el Sunway TaihuLight incluso los procesadores (el SW26010 de 260 n¨²cleos o cores) est¨¢n dise?ados y fabricados all¨ª. Todo un orgullo para el pa¨ªs.

Cifras que asombran

El TaihuLight tiene un rendimiento espectacular de 93 petaFLOPS. Un petaFLOP son miles de billones de operaciones de coma flotante por segundo: c¨¢lculos tales como realizar la divisi¨®n de dos n¨²meros con decimales y similares. Y su velocidad punta alcanza los 125 petaFLOPS. Para estas mediciones se utiliza un software de pruebas de rendimiento llamado Linpack.

Su velocidad punta es de 93 millones de c¨¢lculos por segundo

Comparativamente, un ordenador de sobremesa moderno equipado con un procesador Intel Core i7 es millones de veces m¨¢s lento: puede alcanzar entre 2 y 4 gigaFLOPS aproximadamente (que ser¨ªan unos 0,000002 petaFLOPS). No son exactamente iguales y comparables, pero a grandes rasgos podr¨ªa entenderse la velocidad del superordenador chino como unos 20 millones de veces superior. En t¨¦rminos m¨¢s realistas, sabemos tambi¨¦n que recientemente un proyecto de computaci¨®n distribuida por Internet llamado Folding@Home, con unos 110.000 equipos de todo tipo conectados en todo el planeta, alcanz¨® el r¨¦cord de los 100 petaFLOPS conjuntos. El TaihuLight estar¨ªa en el mismo orden de magnitud pero en un tama?o que permite alojarlo en una sola habitaci¨®n de unos cien metros cuadrados.

Tecnolog¨ªas punta de supercomputaci¨®n

En la computaci¨®n en paralelo del TaihuLight millones de procesadores iguales se reparten los c¨¢lculos a realizar de forma armoniosa y sincronizada. En concreto hay 260 n¨²cleos en cada uno de los procesadores de sus 40.960 nodos, lo que totaliza m¨¢s o menos 10 millones de procesadores. Cada uno de ellos corre a una velocidad m¨¢s bien convencional: 1,45 GHz.

Cuenta con m¨¢s de diez millones de n¨²cleos en sus procesadores

Pero los problemas a esta escala no son tanto la velocidad de cada procesador sino c¨®mo se comunican entre ellos y la agilidad para transferir los datos a la memoria, la red local y los sistemas de almacenamiento, que resultan normalmente mucho m¨¢s lentos.

Los procesadores, por ejemplo, pueden mover datos a la memoria a unos 136 gigabits por segundo localmente. Cada procesador lleva 32 GB de memoria, lo que totaliza 1,3 petabytes para toda la m¨¢quina. Eso es un mill¨®n de gigabytes aproximadamente, memoria del tipo DDR3 como la que se instala en los equipos convencionales.

Tambi¨¦n puede transferir datos a los dispositivos de almacenamiento a alta velocidad: 16 gigabits por segundo (mediante tecnolog¨ªa PCIe 3.0), b¨¢sicamente unidades de disco que suman 20 petabytes en su conjunto ¨C unas 20.000 veces m¨¢s almacenamiento que un equipo de sobremesa con un disco duro de 1 terabyte. En el TaihuLight caben tantos datos como los que genera el Gran Colisionador de Hadrones del CERN en un a?o.

En cuanto a eficiencia energ¨¦tica es el tercero del mundo, pese a consumir 15 megawatios

Otro punto que se tiene en cuenta cada vez m¨¢s en el dise?o de estos superequipos es el factor del consumo energ¨¦tico. El TaihuLight requiere 15 MW (megavatios) de potencia a pleno rendimiento, lo que resulta en una eficiencia de unos 6 gigaFLOPS/vatio. Esto lo sit¨²a en el tercer puesto entre los m¨¢s eficientes el mundo, aunque en parte es gracias a que no tiene tanta memoria como cabr¨ªa esperar para un equipo de este tama?o. Comparativamente, un ordenador port¨¢til necesita unos 50W y un equipo de sobremesa entre 100 y 200W, as¨ª que se podr¨ªa decir que el TaihuLight necesita la misma energ¨ªa que un mill¨®n de ordenadores caseros.

Si alguien se preguntaba por qu¨¦ los ingenieros intentan reducir tanto el consumo de estas mastod¨®nticas m¨¢quinas basta pensar en que tanta energ¨ªa contribuye negativamente al cambio clim¨¢tico, problema que ir¨®nicamente est¨¢n destinados a estudiar mediante simulaciones del clima, aunque tambi¨¦n se dediquen a la b¨²squeda de yacimientos petrol¨ªferos. En cualquier caso, hay otra buena raz¨®n: la factura de la electricidad debe ser bastante abultada.