Titán se gana el puesto de superordenador más rápido del mundo

• Es capaz de 17.590 billones de operaciones de cálculo por segundo
• Su secreto es el uso masivo de procesadores gráficos

Titán está formado por cientos de módulos interconectados

Un nuevo diseño híbrido que combina microprocesadores tradicionales y procesadores gráficos le permite alcanzar una capacidad de cálculo de 17,59 petaFLOPS, o lo que es lo mismo, 17.590 billones de operaciones de cálculo de coma flotante por segundo, aunque capacidad pico teórica pasa de los 20 petaFLOPS.

Esto le permite alzarse con el puesto número 1 de la lista Top 500, que publicada dos veces al año recoge los superordenadores más potentes del mundo.

Titán no es en realidad un ordenador nuevo del todo sino que es una actualización de Jaguar, el superordenador que ocupaba el sexto puesto en la anterior edición de la Top 500, publicada en junio de 2012.

Lo que ha hecho el Laboratorio Nacional Oak Ridge, el propietario de la máquina, es sustituir sus 18.688 procesadores Opteron de 12 núcleos por otros tantos de 16 núcleos y asociarle a cada uno de estos Opterones un procesador gráfico NVIDIA Tesla K20.

Los procesadores gráficos, diseñados originalmente para acelerar el rendimiento de las pantallas a la hora de jugar, no son por lo general tan rápidos como una CPU, pero a cambio tienen la ventaja de que son capaces de ejecutar centenares de operaciones a la vez, lo que es una gran ventaja para el tipo de problemas que se tratan en un superordenador.

Así, en el Titán las CPUs tradicionales se encargan, por sí decirlo, de dirigir el conjunto de las operaciones, mientras que las GPUs se encargan del procesamiento masivo y paralelo de datos.

Esto le permite a la vez ser muy rápido y muy eficiente energéticamente, ya que las GPU tienen un consumo relativamente bajo.

Claro que con varios miles de procesadores el consumo de Titán es aún así de 8,21 megawatios, aunque traducido a megaFLOPS por watio su eficiencia es de 2,143, lo que también lo hace, al menos por el momento, el más eficiente del mundo.

Titán también tiene una cantidad nada despreciable de memoria para manejar todos sus datos y programas, ni más ni menos que 700 terabytes.

De todos modos, la combinación de CPUs, GPUs y memoria es sólo parte del secreto a la hora de construir un superordenador, ya que todos estos nodos de computación tienen que estar unidos por una red de datos los suficientemente rápida como para mantenerlos alimentados y el software que maneja todo, en teste caso una variante de Linux conocida como Cray Linux Environment, de ahí que por lo general las prestaciones reales estén un poco por debajo del máximo teórico.

Simulaciones

Obviamente este tipo de ordenadores no se construyen ni se usan para ejecutar Word sino pare realizar cálculos extremadamente complejos que además manejan cantidades ingentes de datos.

En el caso de Titán algunas de sus primeras tareas serán ayudar en el desarrollo de nuevos materiales para una nueva generación de motores y generadores eléctricos más eficientes, estudiar la combustión del combustible en los motores de explosión interna, y modelar el comportamiento de los neutrones en reactores nucleares para poder mejorar los diseños de estos y apurar la vida útil de los que están ya en marcha.

Otra aplicación será el procesamiento de modelos climáticos, que en Titán podrán ser tratados a la velocidad de entre uno y cinco años de modelado por día de cálculo frente a los aproximadamente tres meses de modelado que podía hacer Jaguar en un día.

En cualquier caso, la carrera para crear superordenadores es muy reñida, y con estos nuevos diseños híbridos no sería de extrañar que en la próxima edición del Top 500 Titán ya no ocupe el primer lugar.