El primer puesto en el ranking de las 500 supercomputadoras más potentes del mundo lo ocupa desde hace poco tiempo Titán, una máquina colosal que se ha puesto en funcionamiento a finales del 2012. Ha superado a otro gigante, Sequoia, en las mediciones realizadas por el proyecto Top 500, que se dedica a evaluar cuáles son los sistemas informáticos con mayor capacidad.
Construida por el fabricante de supercomputadoras Cray, Titán dispone de un sistema con 18.688 nodos, cada uno de los cuales está compuesto de un procesador AMD Opteron 6274 de 16 núcleos (CPU) y de una GPU (graphic processor unit) NVIDIA Tesla K20, aceleradores de cálculo cuya eficiencia ha sido optimizada al máximo. La combinación de estos dos elementos, CPU y GPU, es una novedad para las máquinas de estas proporciones y permite reducir el tamaño, rebajando asimismo el consumo energético. La memoria total es de más de 700 TB.
La medición que el proyecto Top500 hizo con Titán registró un despliegue de 17,59 petaflops, es decir, 17.590 billones de operaciones de cálculo por segundo. Los creadores afirman que la capacidad de la máquina puede llegar a los 27 petaflops (unidad que equivale a 1.000 billones de operaciones de cálculo por segundo).
La tercera supercomputadora en el ranking de las más potentes funciona a 10,51 petaflops, mientras que la décima llega hasta 1,51 petaflops. Bajando de la nube, el rendimiento de un ordenador actual se mueve en el centenar de gigaflops. Un petaflops es lo mismo que un millón de gigaflops.
Eficiencia energética a pesar de todo
El encargo para crear Titán ha partido del Oak Ridge National Laboratory, en Estados Unidos, dependiente del Departamento de Energía de este país. Este organismo se dedica a labores de alta investigación científica que tienen que ver desde el clima o el medio ambiente hasta la seguridad nacional.
Hoy en día, uno de los retos en el terreno de las supercomputadoras es la eficiencia energética y el diseño de Titán lo ha tenido en cuenta. “Combinar GPU y CPU en un sistema único requiere menos energía y es un movimiento responsable para reducir el impacto medioambiental”, indica Jeff Nichols, director adjunto del Oak Ridge National Laboratory para informática y ciencias computacionales.
El rendimiento máximo de Titán, de 27 petaflops, consumirá 9 megavatios de electricidad. Para dar una idea de la enormidad que esto representa, harían falta 9.000 hogares hasta alcanzar el mismo nivel de consumo energético. La predecesora en el Oak Ridge National Laboratory, XT5 Jaguar, consumía un 20 % menos de energía, pero su potencia era 10 veces menor. El uso de las GPU ha logrado incrementar considerablemente la capacidad de cálculo cuidando la eficiencia y evitando que se dispare.
Usos científicos
Su tamaño colosal ocupa una superficie de 400 metros cuadrados. En este espacio la máquina despliega 200 armarios llenos de hardware y cableado para conectar los 560.640 núcleos que tiene entre los procesadores CPU y GPU. El propósito de todo ello es servir a la investigación científica.
Entre los proyectos que se están llevando a cabo, destaca la búsqueda de las propiedades magnéticas de los materiales. De éstas pueden depender grandes avances tecnológicos en un futuro cercano por lo que la investigación tiene gran interés. La energía atómica es otro de los ámbitos a los que dedicará su atención Titán. La simulación de un ciclo de uso en un reactor nuclear tarda 13 horas, mientras que anteriormente, con XT5 Jaguar el tiempo era de 60 horas.
Titán también está pensada para realizar cálculos exhaustivos en el campo atmosférico. Estudiará el cambio climático mediante simulaciones a largo plazo, que ayudarán a entender a los científicos cómo será la calidad del aire y qué efecto tendrán sobre el medioambiente las partículas en suspensión.
La supercomputadora además abordará problemas energéticos cotidianos. Uno de sus proyectos tiene por objetivo optimizar el modelo actual de motor de combustión con el fin de ahorrar petróleo, una fuente de energía cada vez más preciada.
