Supercalculateur

Un superordenador es un ordenador con una potencia extraordinaria que puede procesar una cantidad colosal de datos a una velocidad récord para realizar miles de cálculos y simulaciones muy complejos simultáneamente en los campos de la investigación, inteligencia artificial o Big Data.

¿Cómo funcionan y en qué se diferencian de un ordenador “normal”?

La principal diferencia entre el funcionamiento de un superordenador y el de un ordenador corriente y moliente es que el superordenador tiene muchas unidades centrales de procesamiento, también llamadas CPU, que se organizan en grupos de nodos y espacios de almacenamiento de memoria. 

Estos nodos están interconectados en masa para dar respuesta a peticiones por procesamiento paralelo, y cada uno tiene un conjunto de procesadores y un bloque de memoria. Para solucionar problemas que se les plantee emplean redes de comunicación interconectadas entre sí.

Los superordenadores dividen toda la carga de trabajo en procesadores diferenciados, es decir, la segmentan en pedacitos para que cada procesador por separado complete su tarea. Sin embargo, los procesadores se van comunicando unos con otros continuamente en todas las direcciones posibles. Esto se denomina procesamiento paralelo.

Explicado de forma simple, los superordenadores se nutren de la potencia de las CPU de otros muchos ordenadores que están dispersos unos de otros.

La velocidad de los superordenadores se mide en coma flotante o FLOPS en lugar de IPS, ya que la representación en coma flotante está pensada para manejar números muy grandes y representarlos de una forma muy precisa. Así pues, mientras más alto sea el valor de la coma flotante, más potente será un superordenador.

Debido a su enorme potencial, los superordenadores tienden a sobrecalentarse, por lo que necesitan estar bien ventilados y estar almacenados en instalaciones adaptadas.

Sorprendentemente, a pesar de su potencial excepcional, los superordenadores funcionan en sistemas operativos tan extendidos y conocidos como Linux.

¿Para qué sirven los superordenadores?

Los superordenadores se utilizan en ámbitos muy diversos:

• Pronóstico del tiempo: Los superordenadores pueden calcular modelos climáticos complejos que ayudan a prever la trayectoria y la intensidad de las tormentas, así como el potencial de inundaciones. 
• Exploración de petróleo y gas: Las compañías petroleras pueden analizar y procesar datos sísmicos masivos para identificar áreas que sean fructíferas de cara la exploración y extracción de petróleo y gas.
• Simulaciones físicas: Gracias a su potencia, también pueden simular fenómenos astronómicos y físicos extremadamente complejos. Con estos modelos, los científicos pueden llegar a comprender mejor los procesos que ocurren en el cosmos y en el universo temprano.
• Aerodinámica: Con ellos, los diseñadores industriales pueden simular el flujo de aire alrededor de objetos para optimizar la aerodinámica de los vehículos en aras de la eficiencia energética.
• Investigación de fusión nuclear: Los superordenadores se utilizan para simular y diseñar reactores de fusión nuclear con los que los científicos desarrollan tecnologías para la generación de energía limpia y sostenible.
• Investigación médica para desarrollar nuevos medicamentos contra dolencias y defectos genéticos: Los superordenadores se utilizan para realizar simulaciones de interacciones moleculares, identificar blancos terapéuticos y diseñar compuestos farmacéuticos que combatan mejor enfermedades como el cáncer.
• Identificación de materiales de próxima generación: Los superordenadores se utilizan para predecir y analizar las propiedades de materiales nuevos o existentes. A partir de estos análisis, los científicos descubren materiales con propiedades únicas y aplicaciones innovadoras.
• Criptoanálisis para analizar texto cifrado, cifras y sistemas criptográficos: Los superordenadores se utilizan para realizar ataques criptográficos sofisticados, lo que ayuda a los expertos en seguridad a evaluar la robustez de los algoritmos de cifrado y desarrollar métodos de protección más sólidos.

Los superordenadores y la IA

Un superordenador es de gran utilidad para desarrollar modelos de IA muy complejos y para entrenarlos con una cantidad de datos gigantesca, de forma que pueda crearse una IA de alto rendimiento. También puede ser un paso adelante para alcanzar un esbozo de una inteligencia artificial general. De hecho, ya existen superordenadores con IA que están pensados para sacar el máximo rendimiento a los algoritmos de IA y a las redes neuronales

Gracias a su potencial, su rapidez y su procesamiento paralelo, el proceso de machine learning de un sistema de IA sería mucho más rápido y podrían procesarse una cantidad de datos más grandes que con un ordenador normal. Por ejemplo, podrían desarrollarse medicamentos para enfermedades recién descubiertas más rápidamente.