El término “superordenador" se refiere a un ordenador que funciona con un nivel de rendimiento superior al de un ordenador estándar. A menudo, eso significa que la arquitectura, los recursos y los componentes de los superordenadores hacen que estos sean extremadamente potentes, lo que les permite tener un rendimiento que llega o se aproxima a la velocidad funcional máxima que pueden alcanzar los ordenadores.
Los superordenadores contienen la mayoría de los componentes clave de un ordenador estándar, lo que incluye al menos un procesador, dispositivos periféricos, conectores, un sistema operativo y varias aplicaciones. La principal diferencia entre un superordenador y un ordenador estándar es su potencia de procesamiento.
Tradicionalmente, los superordenadores eran equipos individuales y superrápidos, usados sobre todo por las empresas mercantiles y las organizaciones científicas que necesitaban una potencia de computación muy grande para realizar cálculos a una velocidad altísima. Sin embargo, los superordenadores actuales pueden estar formados por decenas de miles de procesadores que pueden efectuar miles de millones —incluso billones— de cálculos por segundo.
Actualmente, entre las aplicaciones habituales de los superordenadores se incluyen las previsiones meteorológicas, el control de las operaciones de los reactores nucleares y la criptología. Como el coste de la supercomputación ha disminuido, los superordenadores modernos también se usan para los estudios de mercado, los juegos online y las aplicaciones de realidad virtual y aumentada.
Una breve historia de los superordenadores
En 1964, Seymour Cray y su equipo de ingenieros de la Control Data Corporation (CDC) crearon el CDC 6600, el primer superordenador. En ese momento, el CDC 6600 era 10 veces más rápido que los ordenadores normales y tres veces más rápido que el siguiente ordenador más veloz —el IBM 7030 Stretch— y efectuaba cálculos a velocidades de hasta 3 mega-operaciones de coma flotante por segundo (FLOPS). Aunque es una velocidad lenta para los estándares actuales, en aquella época era lo bastante rápida para considerarlo un superordenador.
Conocido como el “padre de la supercomputación”, Seymour Cray y su equipo lideraron el sector de la supercomputación y lanzaron el CDC 7600 en 1969 (160 mega-FLOPS), el Cray X-MP en 1982 (800 mega-FLOPS) y el Cray 2 en 1985 (1,9 giga-FLOPS).
Posteriormente, otras empresas trataron de lograr que los superordenadores fueran más asequibles y desarrollaron el procesamiento paralelo masivo (MPP). En 1992, Don Becker y Thomas Sterling, contratistas de la NASA, crearon el Beowulf, un superordenador compuesto por un clúster de ordenadores individuales que trabajaban conjuntamente. Fue el primer superordenador que utilizó el modelo de clúster.
Los superordenadores actuales utilizan unidades centrales de procesamiento (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPU), que trabajan conjuntamente para efectuar los cálculos. Según el TOP500, el superordenador Fugaku, que se encuentra en Kobe, Japón, en el Centro de Ciencia Computacional RIKEN, es el superordenador más rápido del mundo, con una velocidad de procesamiento de 442 peta-FLOPS.
Los superordenadores y los PC normales
Los superordenadores actuales agregan potencia de computación para proporcionar un rendimiento mucho mayor que el de un ordenador personal o un servidor, para resolver problemas complejos del ámbito de la ingeniería, la ciencia y la empresa.
A diferencia de los ordenadores personales normales, los superordenadores modernos están formados por clústeres enormes de servidores, con una o más CPU agrupadas en nodos de cálculo. Los nodos de cálculo comprenden un procesador (o un grupo de procesadores) y un bloque de memoria y pueden contener decenas de miles de nodos. Estos nodos están interconectados para comunicarse y trabajar conjuntamente para completar tareas específicas, mientras que los procesos están distribuidos o se ejecutan simultáneamente en miles de procesadores.
Cómo se mide el rendimiento de los superordenadores
Los FLOPS se usan para medir el rendimiento de un superordenador y para los cómputos científicos que utilizan los cálculos de coma flotante, es decir, unos números tan grandes que tienen que expresarse como exponentes.
Los FLOPS son una medida más exacta que el millón de instrucciones por segundo (MIPS). Tal como se ha mencionado más arriba, algunos de los superordenadores más rápidos de la actualidad pueden funcionar a una velocidad de más de cien mil billones de FLOPS (peta-FLOPS).