La super computadora
Introducción
Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápida que existe en este momento. Como estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y se dedican a una tarea específica, su aplicación o uso se escapa del particular, más bien se dedican a:
1. Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.
2. El estudio y predicción de tornados.
3. El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
4. La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo.
También hay que agregar que las supercomputadoras son una tecnología relativamente nueva, por lo tanto su uso no se ha masificado y está sensible a los cambios. Es por esta razón que su precio es muy elevado superando los 30 millones de dólares y el número que se fabrica al año es reducido.
Concepto
Las supercomputadoras son el tipo de computadoras más potentes y más rápidas que existen en un momento dado. Son de gran tamaño, las más grandes entre sus pares. Pueden procesar enormes cantidades de información en poco tiempo pudiendo ejecutar millones de instrucciones por segundo, están destinadas a una tarea específica y poseen una capacidad de almacenamiento muy grande. Además son los más caros teniendo un costo que puede superar los 30 millones de dólares. Por su alto costo se fabrican muy pocas durante un año, incluso existen algunas que se fabrican solo por pedido.
Cuentan con un control de temperatura especial para poder disipar el calor que algunos de sus componentes pueden llegar a alcanzar. Actúa como árbitro de todas las solicitudes y controla el acceso a todos los archivos, lo mismo hace con las operaciones de entrada y salida. El usuario se dirige a la computadora central de la organización cuando requiere apoyo de procesamiento.
Están diseñados para sistemas de multiprocesamiento, la CPU es el centro del procesamiento y pueden soportar a miles de usuarios en línea. La cantidad de procesadores que puede llegar a tener un supercomputador depende principalmente del modelo, pueden tener desde alrededor de 16 procesadores hasta 512 (como el modelo SX-4 de NEC de 1997) y más. Como pertenecientes a la clase de los supercomputadores se pueden nombrar: La CRAY 1, Cyber, Fujitsu, etc.
UN POCO DE HISTORIA
- MANCHESTER MARK (1948)
El primer supercomputador británico sentó las bases de muchos conceptos todavía usados hoy en día.
En términos modernos tenía una RAM (memoria de acceso aleatorio) de sólo 32 posiciones o 'palabras'. Cada palabra constaba de 32 bits (dígitos binarios), lo que quiere decir que la máquina tenía una cantidad total de 1024 bits de memoria.
La RAM se basó en la tecnología del tubo de rayos catódicos (CRT). Los CRTs fueron usados para almacenar bits de datos como áreas cargadas sobre el fósforo de la pantalla, mostrándose como una serie de puntos incandescentes sobre ella. El haz de electrones del CRT podría controlar esta carga y eficientemente escribir un 1 o 0 y leerlo posteriormente según se solicitase.
LOS SISTEMAS FERRANTI ATLAS (DéCADA DE LOS 60)
A mediados de 1950 Inglaterra fue por detrás de los Estados Unidos en la producción de computadores de alto rendimiento. En otoño de 1956 Tom Kilburn (co-diseñador del Manchester Mark I) había iniciado un intento conocido como el computador MUSE (microsegundo) .
Las especificaciones de diseño incluían el deseo de una velocidad de instrucción próxima a una orden por microsegundo y la necesidad de agregar un gran número de periféricos de varios tipos. También requerían que hubiera una capacidad de almacenamiento de acceso inmediato superior a cualquiera de las que entonces había disponible.
Las técnicas especiales que fueron empleadas eventualmente incluyeron las que actualmente son conocidas como: multiprogramación; planificación de tareas; spooling; interrupciones; pipelining; almacenamiento intercalado; unidades de transferencia autónomas; paginación y almacenamiento virtual, técnicas todavía no creadas.
En 1959 el computador había sido renombrado como el Atlas y fue después desarrollado como una unión entre Universidad de Manchester y la empresa Ferranti de Tom Kilburn. Atlas fue inaugurado el 7 de Diciembre de 1962. Se consideró que iba a ser el más potente computador del mundo. Era 80 veces mas potente que Meg/Mercury y 2400 veces más potente que el Mark 1.
El Intel iPSC/860 tiene 64 nodos llamados RX. Cada nodo tiene un reloj de 40 MHz y 16 Mbytes de memoria. El hardware de conexión directa permite transferencias de datos nodo a nodo de 2.8 Mbytes/second. Hay 12 Gbytes de disco unido localmente y conexiones Ethernet a una estación de trabajo Sun-670MP para acceso de usuario.
Un rendimiento de nodo máximo individual de 40 Mflops ofrece un total de más de 2.5 Gflops para la máquina completa. El software para hacer la programación más fácil incluye: Fortran y C a través de compilad
Conjunto de 26 "estaciones de trabajo" corriendo bajo el sistema UNIX y capaz de ejecutar independientemente programas o trabajar conjuntamente con transferencia de datos sobre un interruptor de alta velocidad.
IBM Computador SP2
Consta de 24 nodos P2SC (Super Chip), más otros 2 procesadores de nodo ancho más antiguos situados en dos bastidores. Sólo el segundo de ellos se muestra en la fotografía. Cada nodo tiene un reloj de 120 Mhz, y 128 Mbytes de memoria. Dos nuevos Interruptores de Alto Rendimiento (TV3) se usan para conectar los nodos entre sí. El almacenamiento de datos consiste en 40 Gbytes de discos rápidos unidos localmente con redes Ethernet y FDDI para el acceso de usuarios.
Un rendimiento de nodo máximo individual de 480 Mflops ofrece un total de más de 12 Gflops para la máquina completa.
Una estación de trabajo PowerPC RS/6000 está conectada a el SP2 para el sistema de monitorización y gestión de hardware y software.
- SUPERCOMPUTADORAS SOVIéTICAS
Del mismo modo que hubo una carrera espacial y una armamentística, no debería sorprender a nadie que hubiera también una carrera supercomputacional. Los programas informáticos de alto rendimiento de la Unión Soviética fueron, por supuesto, llevados en secreto. La información aquí es, y tristemente probablemente continúe siendo bastante imprecisa.
- FAMILIA BESM
Serie de computadores numéricos de "alto rendimiento"
El BESM-6 fue diseñado en 1965 por un grupo de ingenieros que trabajaban en el Instituto S.A.Lebedev de Mecánica Precisa y Equipamiento Informático (ITMiVT en Rusia).
La producción se inició en 1967, por la "Planta SAM" (SAM significa "Máquinas Informáticas-Analíticas Machines") en Moscú. La configuración básica incluía CPU, 192 Kb de memoria de núcleo, tambores magnéticos, unidad de disco de cinta magnética patentada, teletipos, máquinas de escribir (con interface paralela), impresoras alfanuméricas y lectoras y grabadoras de tarjeta/cinta perforada. Se hicieron alrededor de 350 copias hasta principios de los 80. Las últimas configuraciones incluían cintas estandar de 1/2 pulgadas y unidades de disco magnéticas clónicas de IBM, videoterminales en serie, ploters, etc, la mayoría de ellos importados o clónicos del hardware original.
EN LA ACTUALIDAD
Hoy en día el diseño de Supercomputadoras se sustenta en 4 importantes tecnologías:
- La tecnología de registros vectoriales, creada por Cray, considerado el padre de la Supercomputación, quien inventó y patentó diversas tecnologías que condujeron a la creación de máquinas de computación ultra-rápidas. Esta tecnología permite la ejecución de innumerables operaciones aritméticas en paralelo.
- El sistema conocido como M.P.P. por las siglas de Massively Parallel Processors o Procesadores Masivamente Paralelos, que consiste en la utilización de cientos y a veces miles de microprocesadores estrechamente coordinados.
- La tecnología de computación distribuida: los clusters de computadoras de uso general y relativo bajo costo, interconectados por redes locales de baja latencia y el gran ancho de banda.
- Cuasi-Supercómputo: Recientemente, con la popularización de la Internet, han surgido proyectos de computación distribuida en los que software especiales aprovechan el tiempo ocioso de miles de ordenadores personales para realizar grandes tareas por un bajo costo. A diferencia de las tres últimas categorías, el software que corre en estas plataformas debe ser capaz de dividir las tareas en bloques de cálculo independientes que no se ensamblaran ni comunicarán por varias horas. En esta categoría destacan
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
- Velocidad de Proceso: Miles de millones de instrucciones de punto flotante por segundo.
- Usuarios a la vez: Hasta miles, en entorno de redes amplias.
- Tamaño: Requieren instalaciones especiales y aire acondicionado industrial.
- Facilidad de uso: Solo para especialistas.
- Clientes usuales: Grandes centros de investigación.
- Penetración social: Prácticamente nula.
- Impacto social: Casi nulo pero sin los supercomputadores no se podrían hacer cosas como la predicción del tiempo a una década de distancia o resolver cálculos muy complejos que no se pueden resolver a mano.
- Parque instalado: Menos de un millar en todo el mundo.
- Costo: Hasta decenas de millones cada una.
