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Titanes informáticos

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Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápida que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más caras, sus precios alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un control de temperatura especial, ésto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes:
Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.
Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.
El estudio y predicción de tornados.
El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo. Etc.
Velocidad de procesamiento: miles de millones de instrucciones de coma flotante por segundo.
Usuarios a la vez: hasta miles, en entorno de redes amplias.
Tamaño: requieren instalaciones especiales y aire acondicionado industrial.
Dificultad de uso: solo para especialistas.
Clientes usuales: grandes centros de investigación.
Penetración social: prácticamente nula.
Impacto social: muy importante en el ámbito de la investigación, ya que provee cálculos a alta velocidad de procesamiento, permitiendo, por ejemplo, calcular en secuencia el genoma humano, número π, desarrollar cálculos de problemas físicos dejando un margen de error muy bajo, etc.
Parques instalados: menos de un millar en todo el mundo.
Hardware : Principal funcionamiento operativo

Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año.

En este artículo repasaremos los 10 titanes informáticos existentes a día de hoy.

Nº 01: Tianhe-2 (MilkyWay-2): TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P,
NUDT

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China crea la supercomputadora más rápida del mundo y destrona a EE.UU.

China ha desarrollado una nueva supercomputadora denominada Tianhe-2, (‘Vía Láctea-2’), presentada por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa (UNTD) como la más veloz del mundo, destronando al Titan de EE.UU. con casi el doble de velocidad.
El profesor de la Universidad de Tennessee Jack Dongarra confirmó esta semana que la Tianhe-2 opera a una velocidad de 30,7 petaflops (cuatrillones de cálculos) por segundo. El Titan, la supercomputadora más rápida del Departamento de Energía estadounidense, opera a 17,6 petaflops por segundo.

El nuevo dispositivo será trasladado a la ciudad de Cantón, en el sur de China, donde ofrecerá servicios tecnológicos desde finales de 2013.

La UNTD ha anunciado varios usos posibles para la Tianhe-2, incluyendo el procesamiento de grandes cantidades de información, simulación de vuelos y, sobre todo, apoyo al Gobierno en materia de seguridad nacional.

Pese a que aún debe ser sometida a pruebas oficiales, es muy posible que la Tianhe-2 desbanque al Titan en el ‘ranking’ mundial de supercomputadoras que publica semestralmente la plataforma Top500. La lista será presentada durante este fin de semana en la Conferencia Internacional de Supercomputadoras. Será la primera vez desde el 2010 que China ocupe el primer lugar.

FICHA TÉCNICA:

Site: National Super Computer Center in Guangzhou
Manufacturer: NUDT
Cores: 3,120,000
Linpack Performance (Rmax) 33,862.7 TFlop/s
Theoretical Peak (Rpeak) 54,902.4 TFlop/s
Nmax 9,960,000
Power: 17,808.00 kW
Memory: 1,024,000 GB
Processor: Intel Xeon E5-2692v2 12C 2.2GHz
Interconnect: TH Express-2
Operating System: Kylin Linux
Compiler: icc
Math Library: Intel MKL-11.0.0
MPI: MPICH2 with a customized GLEX channel

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Nº 02: Titan: Cray XK7 , Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x,
Cray Inc.

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La supercomputadora más potente actualmente, desarrollada por Cray Inc., una empresa estadounidense dedicada a la fabricación de tecnología de este tipo. Titan se anunció en octubre 2011, empezó a funcionar en 2012 y se encuentra en OAK Ridge National Laboratories (USA), se espera que supere los 20 petaFLOPS, es decir 20 billones de FLOPS, con un pico teórico de 24,8 petaFLOPS. Sin embargo, la velocidad real alcanzada es de 17,59 petaFLOPS, lo que la convierte en la supercomputadora más rápida del mundo.

Cray Titan poseé 299.008 núcleos, con 18.688 CPUs AMD Opteron y cuenta con esa misma cantidad de GPUs Tesla K20x por cada microprocesador. El tamaño resultante de la memoria RAM es de más de 710 TiB, con 10 PB de almacenamiento y cuenta con más de 10.000 discos rígidos de 1 TB a 7200 rpm.
Para entender un poco estos números, tomemos en cuenta que un DVD virgen tiene 4 GB de capacidad. Siendo 1 TB (Terabyte) igual a 1.00o GB (Gigabytes) y que, a su vez, 1.000 TB equivalen a 1 Petabyte, esta supercomputadora pose sólo en almacenamiento diez mil discos rígidos de mil Gigabytes. Impresionante.

Cray Titan, que, como ya se mencionó, está al tope de la lista de las 500 supercomputadoras más potentes del mundo, se utiliza para estudiar fenómenos naturales desarrollando modelos virtuales, por ejemplo, de tormentas (huracanes), física de moléculas o cualquier exigencia del tipo científico (como las requeridas por la medicina).

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FICHA TÉCNICA:

Sitio:  Laboratorio Nacional de Oak Ridge DOE
URL del sistema: http://www.olcf.ornl.gov/titan/
Fabricante: Cray Inc.
Núcleos: 560.640
Performance Linpack (Rmax) 17,590.0 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 27,112.5 TFlop / s
Potencia: 8,209.00 kW
Memoria: 710 144 GB
Interconexión: Cray Gemini interconexión
Sistema operativo: Cray entorno Linu

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Nº 03: Sequoia: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom,
IBM

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La empresa multinacional estadounidense International Business Machines (IBM), ha vuelto a dominar el ranking de las supercomputadoras más rápida del mundo, esta vez con su equipo IBM Sequoia, el cual se ubica en el estado de California, Estados Unidos.

Según se han podido conocer los detalles, supercomputadora IBM Sequoia pertenece al tipo de ordenadores IBM Blue Gene/Q el cual posee un rendimiento 16,3 petaflops por segundos (operaciones de coma flotante por segundo, unidad de medida del rendimiento de una computadora). A partir de esta velocidad, la supercomputadora IBM Sequoia es capaz de calcular en una hora lo mismo que unos 6.700 millones de personas con una calculadora en un período de tiempo de 320 años.

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FICHA TÉCNICA:

Sitio: DOE / NNSA / LLNL
Fabricante: IBM
Núcleos: 1.572.864
Performance Linpack (Rmax) 17,173.2 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 20,132.7 TFlop / s
Potencia: 7,890.00 kW
Memoria: 1.572.864 GB
Interconexión: Interconnect personalizada
Sistema operativo: Linux

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Nº 04: K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu interconnect,
Fujitsu

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La supercomputadora japonesa «K», creada por el grupo informático Fujitsu y un instituto japonés de investigación, conservó su primer puesto mundial en términos de resultados, después de pulverizar el listón de los 10 petaflops (10.000 billones de operaciones por segundo).
El aparato, que totaliza 88.128 procesadores que trabajan concertados, logró una marca de 10,51 petaflops (10.510 billones de operaciones de punto flotante por segundo).
El supercalculador será explotado por sus creadores a partir de noviembre de 2012 y utilizado en una variedad de ámbitos de la ciencia (investigación climática, meteorología, prevención de catástrofes o medicina).

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FICHA TÉCNICA:

Sitio: RIKEN Instituto Avanzado de Ciencia Computacional (AICS)
Fabricante: Fujitsu
Núcleos: 705.024
Performance Linpack (Rmax) 10,510.0 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 11,280.4 TFlop / s
Potencia: 12,659.89 kW
Memoria: 1.410.048 GB
Interconexión: Interconnect personalizada
Sistema operativo: Linux

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Nº 05: Mira: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60GHz, Custom,
IBM

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La quinta supercomputadora más rápida del mundo se llama “Mira” y fue creada por el Argonne NationalLaboratory, en EE.UU. La súper computadora fue diseñada por IBM y usando la tecnología BlueGene, esta máquina tiene 1 petabyte de RAM, que corresponde a 1.024 TBs o 1.048.576 GBs de memoria.

Cuenta con 78.000 núcleos de procesamiento, siendo capaz de hacer hasta 10 mil cuatrillones de cálculos por segundo.

El propósito de su construcción es entender el movimiento de las galaxias y seguir el movimiento de las partículas que forman nuestro universo.
Está programada para correr la más larga y compleja simulación del universo alguna vez intentada. La simulación cubrirá más de 12 mil millones de años de evolución cósmica en tan solo dos semanas, siguiendo trillones de partículas conforme estas forman estructuras que definen nuestro universo en gran escala. Las simulaciones cósmicas llevan mucho tiempo haciéndose décadas pero la tecnología para una simulación de este tamaño tiene poco tiempo disponible.
El proyecto es liderado por Salman Habib es un físico en el Laboratorio Nacional de Argonne en Estados Unidos.

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FICHA TÉCNICA:

Sitio: DOE / SC / Laboratorio Nacional de Argonne
Fabricante: IBM
Núcleos: 786.432
Performance Linpack (Rmax) 8,586.6 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 10,066.3 TFlop / s
Potencia: 3,945.00 kW
Memoria:
Interconexión: Interconnect personalizada
Sistema operativo: Linux

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Nº 06: Piz Daint: Cray XC30, Xeon E5-2670 8C 2.600GHz, Aries interconnect , NVIDIA K20x,
Cray Inc.

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Para los amantes de la montaña y de la naturaleza, el nombre de Piz Daint les recordará al famoso pico de los Alpes situado en el cantón de Graubünden. Desde hoy, sin embargo, esta denominación también alude a la supercomputación europea de vanguardia, pues Suiza ha renovado y ampliado las instalaciones del centro más importante del viejo continente.

El supercomputador Piz Daint está situado en el Swiss National Supercomputing Centre y fue inaugurado en abril de 2013, aunque solo unos meses después comenzarían sus actualizaciones y mejoras que han permitido que se doble su capacidad de cálculo. Piz Daint ha pasado de tener 12 cabinas de computadores a contar con 28, lo que ayuda a que su pico de rendimiento teórico se sitúe en los 7,8 petaflops.
Con estas mejoras, Piz Daint se ha convertido por derecho propio en el supercomputador más potente de Europa. Su rendimiento permite que el continente siga la estela de países como China, Japón y Estados Unidos, que encabezan la conocida lista Top500 de mejores supercomputadores del mundo.
Aunque Piz Daint no iguala las características del Tianhe-2, el superordenador más rápido del mundo que se encuentra en China, lo cierto es que este avance vuelve a colocar a Europa entre los seis primeros supercomputadores a nivel internacional. A partir de ahora, las mejoras implementadas en el Piz Daint ayudarán a acelerar la búsqueda de medicamentos, la investigación de nuevos materiales o la detección de terremotos.

FICHA TÉCNICA:

Sitio: Suiza Centro Nacional de Supercomputación (CSCS)
Fabricante: Cray Inc.
Núcleos: 115.984
Performance Linpack (Rmax) 6,271.0 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 7,788.9 TFlop / s
Potencia: 2.325,00 kW
Memoria:
Interconexión: Interconexión Aries
Sistema operativo: Cray entorno Linux

 

Nº 07:  Stampede: PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2.700GHz, Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P,
Dell

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El Texas Advanced Computing Center (TACC) y la Universidad de Texas construyeron una supercomputadora de 10 petaflops (o 10.000 billones de operaciones por segundo) llamada “Stampede”.

En su interior esconde un chip diseñado por Intel con nombre en código “Knights Corner”, que alberga más de 50 núcleos de procesador.

Y es que “KnightsCorner” no es el típico chip de servidor fabricado por la compañía de Santa Clara, cuyas creaciones normalmente alcanzan un máximo de 8 núcleos. Sino que tiene sus raíces en un proyecto llamado Larrabee, que inicialmente estaba destinado para procesadores gráficos multicore de gama alta o GPUs para juegos y aplicaciones multimedia.

Cualquier investigador de cualquier institución estadounidense puede presentar una solicitud de uso de Stampede, lo cual lo convierte en uno de los mayores sistemas informáticos abiertos del mundo. Actualmente, los investigadores están utilizando Stampede para explorar el flujo de hielo de la Antártida hacia el mar y para pronosticar terremotos.

FICHA TÉCNICA:

Sitio: Tejas Advanced Computing Center / Univ. de Tejas
URL del sistema: http://www.tacc.utexas.edu/stampede
Fabricante: Dell
Núcleos: 46.246
Performance Linpack (Rmax) 5,168.1 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 8,520.1 TFlop / s
Potencia: 4,510.00 kW
Memoria: 192 192 GB
Interconexión: FDR Infiniband
Sistema operativo: Linux
Compilador: Intel
Math Library: MKL
MPI: MVAPICH2

 

Nº 08: JUQUEEN: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz, Custom Interconnect,
IBM

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Superordenador más rápido de Europa en Jülich ha ido a la red. Con una capacidad de procesamiento de cerca de 6 billones de cálculos por segundo (petaflops) está construido por científicos de la planta de IBM de diferentes disciplinas, como la neurología, la biología, así como en la energía y la investigación del clima, están disponibles para cálculos complejos.

«Las simulaciones en las computadoras de la clase más alta de rendimiento son una herramienta indispensable para la ciencia y la industria», dijo Achim Bachem, presidente del Centro de Investigación de Jülich. La demanda de tiempo de cálculo subir inexorablemente «, que ha sido que no se muestra menos la alta utilización de nuestros equipos en el pasado.»

Hoy en día, el superordenador alcanza un rendimiento máximo de 5,9 petaflops. También cuenta con dos gigaflops por vatio de los sistemas de mayor eficiencia energética del mundo y está en la lista «Green500» en el quinto lugar.

FICHA TÉCNICA:

Sitio: Forschungszentrum Juelich (FZJ)
URL del sistema: http://www.fz-juelich.de/ias/jsc/EN/Expertise/Supercomputers/JUQUEEN/JUQUEEN_node.html
Fabricante: IBM
Núcleos: 458.752
Performance Linpack (Rmax) 5,008.9 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 5,872.0 TFlop / s
Potencia: 2,301.00 kW
Memoria: 458 752 GB
Interconexión: Interconnect personalizada
Sistema operativo: Linux

 

Nº 09: Vulcan: BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz, Custom Interconnect,
IBM

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El ultimo IBM BlueGene/Q entre los diez primeros es el Vulcan, que cuenta con 393.216 núcleos y 4,3 petaflop/s. Aunque se centra sobre todo en las investigaciones relacionadas con la energía y las armas nucleares del laboratorio LawrenceLivermore, este superordenador se está utilizando también en programas de colaboración público-privada. Se persigue así lograr avances científicos importantes y acelerar la innovación tecnológica en Estados Unidos.

«Los superordenadores son la clave para la aceleración de la innovación tecnológica, que a su vez sustenta la vitalidad económica de EE.UU. y la competitividad global”, dijo Fred Streitz, director del Centro de Innovación HPC. “Vulcan nos permite diseñar y ejecutar estudios que antes eran imposibles. Abre también nuevas vías para descubrimientos científicos y resultados innovadores para las distintas industrias estadounidenses”.

FICHA TÉCNICA:

Sitio: DOE / NNSA / LLNL
Fabricante: IBM
Núcleos: 393.216
Performance Linpack (Rmax) 4,293.3 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 5,033.2 TFlop / s
Potencia: 1,972.00 kW
Memoria: 393 216 GB
Interconexión: Interconectividad personalizada
Sistema operativo: Linux

 

Nº 10: SuperMUC -iDataPlex DX360M4, Xeon E5-2680 8C 2.70GHz, Infiniband FDR

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Es una supercomputadora perteneciente al Centro Leibniz de Supercomputación (en alemán: Leibniz-Rechenzentrum, LRZ) situado en la ciudad de Garching, próxima a Munich. Su capacidad de procesamiento tiene picos superiores a 3 Petaflops y su principal singularidad es su sistema de refrigerado con agua caliente.

SuperMUC tiene 18.432 procesadores Intel Xeon Sandy Bridge-EP montados en un sistema de servidores de IBM tipo System X iDataPlexde, equipado con 147,456 núcleos de procesador, que ofrecen en total una capacidad máxima de cálculo de algo más de 3 Peta flops(3 × 1015 FLOPS). La memoria principal tiene una capacidad de 288 terabytes (288 × 1012 bytes) a la que se añaden 12 petabytes (12 × 1015 bytes) de espacio de disco duro gestionados por el sistema GPFS (General Parallel File System, en inglés) de IBM.
Además, cuenta con un sistema de refrigeración desarrollado por IBM, denominado Aquasar, que utiliza agua  para enfriar los procesadores, y que permite reducir el consumo energético en refrigeración en un 40% comparándolo con un sistema tradicional de aire.

Sitio: Leibniz Rechenzentrum
URL del sistema: http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/
Fabricante: IBM
Núcleos: 147.456
Performance Linpack (Rmax) 2,897.0 TFlop / s
Pico Teórica (Rpeak) 3,185.1 TFlop / s
Potencia: 3,422.67 kW
Memoria:
Interconexión: FDR Infiniband
Sistema operativo: Linux

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