No es ningún secreto que los supercomputadores son uno de los recursos más preciados del mundo científico. Estas máquinas permiten, entre otras cosas, resolver problemas complejos y hacer simulaciones con un elevado nivel de precisión. Fontier, que es el superordenador más potente del mundo, está en manos del Laboratorio Nacional Oak Ridge, en Tennessee, Estados Unidos.
Ahora bien, el país también es el hogar de muchos otros sistemas de cómputo avanzado. Uno de ellos se llama Pleiades y es operado por la NASA. Como posiblemente imaginas, se trata de una herramienta de vital importancia para muchas de las investigaciones que lleva a cabo la agencia espacial estadounidense. Veamos algunos detalles de esta sorprendente pieza informática.
El recurso informático más importante de la NASA
La NASA tiene un edificio dedicado a albergar sus supercomputadores. Estamos hablando de la División de Supercomputación Avanzada (NAS) del Centro de Investigación Ames, en Moffett Field, California. La auténtica estrella del lugar, como posiblemente imaginas, es Pleiades, que destaca frente a muchos otros. Tiene un rendimiento de 5,95 petaFLOPS (y un pico teórico de 7,09 petaFLOPS).
La División de Supercomputación Avanzada de la NASA ubicada en el Centro de Investigación Ames
Cuando hablamos de petaFLOPS nos referimos a una medida de rendimiento total del sistema en cuestión. Un petaFLOP equivale a 1.000.000.000.000.000 FLOPS o 1.000 teraFLOPS. En cifras esto parece muchísimo, y realmente lo es, pero veamos qué lugar ocupa en 2023 el supercomputador más avanzado de la NASA en el prestigioso ranking TOP500: se sitúa en el puesto 106.
A modo de comparativa, el supercomputador Frontier que mencionamos arriba tiene un rendimiento de 1,1 exaFLOPS, mientras que nuestro protagonista 5,95 petaFLOPS. Para entender un poco mejor la diferencia que hay entre ambos podemos ver algunos detalles. Dado que "peta" equivale a un uno con quince ceros detrás, un exaFLOP es nada más y nada menos que 1.000 petaFLOPS.
En cualquiera de los casos, como decimos, estamos hablando de muchísima capacidad de cálculo. Ahora bien, para conseguirlo, los superordenadores hacen uso de una arquitectura que es ligeramente diferente a la de la computación tradicional, como la que encontramos en nuestros ordenadores domésticos. Ya sea Frontier o Pleiades están conformados por una enorme cantidad de nodos.
Cada nodo es una unidad de cómputo que cuenta con sus propio conjunto de hardware. Si bien se trata de unidades técnicamente independientes, estas funcionan interconectadas con sistemas de baja latencia y enorme ancho de banda de datos para ofrecer un elevado rendimiento combinado, en concreto, el que hemos visto en las líneas anteriores de este artículo.
Principal sistema de visualización de Pleiades
Pleiades está conformado por 10.410 nodos distribuidos en 142 racks. La mayor parte de la potencia de cálculo proviene de 10.268 nodos con corazón Intel. La NASA ha recurrido a procesadores Xeon E5 de microarquitecturas Broadwell, Haswell, Ivy Bridge y Sandy Bridge. También hay 121 nodos que combinan CPUs Sandy Bridge, Skylake y Cascade Lake con GPUs NVIDIA Tesla K40 y V100 (y nodos del subsistema).
A nivel de interconexión se han utilizado diferentes versiones de la plataforma InfiniBand de NVIDIA. Y, si hablamos del sistema operativo, aquí todo es terreno de Linux. El superordenador utiliza una solución conocida como TOSS (Tri-Lab Operating System Stack), diseñada específicamente para ser utilizada en ciertos laboratorios y agencias de Estados Unidos.
Una de las simulaciones conseguidas con Pleiades
Como podemos ver, se trata de una mezcla de componentes de diferentes generaciones. Esto se debe a que los supercomputadores, por lo general, son diseñados para ser altamente escalables. Esto quiere decir que se les puede ir agregando hardware compatible más moderno con el paso del tiempo. De hecho, Pleiades empezó a funcionar en diciembre de 2008 y ha recibido varias actualizaciones desde ese entonces.
Las capacidades del superordenador se han enfocado principalmente en hacer simulaciones, procesamiento de datos, investigaciones relacionadas a la las ciencias de la tierra, la astrofísica y la aeronáutica, entre muchas otras. De momento, Pleiades no tiene fecha de jubilación, por lo que todo parece indicar que seguirá haciendo su importantísimo aporte a la ciencia durante mucho más tiempo.
Imágenes: NASA
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