Las supercomputadoras en los próximos años

Es bien conocido que las tecnologías de cómputo han mejorado su rendimiento a una tasa prácticamente constante en los últimos 40 años. En el ámbito del supercómputo, la evolución de este rendimiento puede observarse a través de la clasificación Top500. El Top500 de supercomputadoras se ha publicado dos veces por año desde 1993. Se da a conocer durante los eventos International Supercomputer Conference, que se lleva a cabo en verano en Europa, y Supercomputing, que se realiza durante el otoño en los Estados Unidos. Fue creado por Hans Meuer, de la Universidad de Mannheim, Erich Strohmaier y Horst D. Simon, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y Jack Dongarra, de la Universidad de Tennessee.

En la Figura 3 se muestra una gráfica del rendimiento reportado en el Top500 de las máquinas que han ocupado los lugares 1, 100 y 500 en las listas del segundo semestre de cada año, desde 1998. Es difícil predecir cómo evolucionarán las tecnologías de cómputo en los próximos años, pero, con fines prospectivos, puede suponerse que se mantendrá la regularidad de los años anteriores. Basándose en esta suposición, en la misma gráfica se muestra una prospección del rendimiento de las supercomputadoras hasta el año 2019. Se espera que para ese entonces la computadora más potente rebase la barrera del trillón de operaciones por segundo (Exaflop/s) en el Top500. Visto desde el presente, cuando apenas el año antepasado se consiguió rebasar el Petaflop/s, alcanzar la barrera del Exaflop/s parece un reto descomunal.

Sin embargo, es de notarse que la capacidad de las supercomputadoras, de acuerdo a la prueba linpack, se ha multiplicado por mil cada once años, pasando de los mil millones de operaciones por segundo (Gigaflop/s) en 1986, al billón (Teraflop/s) en 1997 y al Petaflop/s en 2008.

Figura 3. Rendimiento de las supercomputadoras 1, 100 y 500 en el Top500, y su prospección a 2019

Los casos de la industria petrolera (Top83, Top84 y Top85 en la lista de noviembre de 2003), y KanBalam en la UNAM (Top126 en la lista de noviembre de 2006), demuestran que en México es posible instalar, operar y aprovechar supercomputadoras que se ubiquen dentro o cerca del rango del Top100.

De acuerdo a la prospección de la Figura 3, lo anterior implica instalar un equipo de 1.7 Petaflop/s en el año 2015. Esta es la capacidad de la actual mayor supercomputadora del mundo, Jaguar, del Laboratorio Nacional Oak Ridge, que cuenta con 224,162 núcleos AMD Opteron. KanBalam cuenta con 1,368 núcleos del mismo tipo; aunque esta máquina hipotética, sin duda sería muy poderosa, dejaría de pertenecer al Top500 apenas un año más tarde, de acuerdo con la misma prospección. Para 2019, un equipo tendría que contar con una capacidad de 20 Petaflop/s, equivalentes a más de 2,500,000 núcleos actuales, para ubicarse en el lugar 100 del Top500 de supercómputo.

Aunque estos números pueden causar una impresión de excesiva dificultad y complejidad, los avances en hardware y software van facilitando la construcción y operación de equipos de tal magnitud. Además, basta recordar que en el año 2001 se reportó un rendimiento de 7.74 Teraflop/s para la supercomputadora en la posición 1 del Top500 y en ese entonces el equipo central de la UNAM tenía una capacidad máxima de 0.015 Teraflop/s. Cinco años más tarde, la UNAM alcanzó una capacidad máxima de 7.13 Teraflop/s con el equipo KanBalam.

Perspectivas del Supercómputo en México
José Luis Gordillo Ruiz