El término “supercomputadora” se refiere a una computadora que funciona con un nivel de rendimiento más alto que una computadora estándar. A menudo, esto significa que la arquitectura, los recursos y los componentes de las supercomputadoras las hacen extremadamente potentes, lo que les brinda la capacidad de funcionar a la tasa operativa más alta posible para las computadoras o cerca de esta.
Las supercomputadoras contienen la mayoría de los componentes clave de una computadora típica, incluido al menos un procesador, dispositivos periféricos, conectores, un sistema operativo y varias aplicaciones. La principal diferencia entre una supercomputadora y una computadora estándar es su poder de procesamiento.
Tradicionalmente, las supercomputadoras eran máquinas simples y superrápidas utilizadas principalmente por empresas empresariales y organizaciones científicas que necesitaban una potencia de computación masiva para cálculos de alta velocidad. Sin embargo, las supercomputadoras actuales pueden consistir en decenas de miles de procesadores que pueden realizar miles de millones, incluso billones, de cálculos por segundo.
En la actualidad, las aplicaciones comunes para las supercomputadoras incluyen la previsión meteorológica, el control de operaciones para reactores nucleares y la criptología. A medida que el costo de la supercomputación ha disminuido, las supercomputadoras modernas también se utilizan para investigaciones de mercado, juegos en línea y aplicaciones de realidad virtual y aumentada.
Breve historia de la supercomputadora
En 1964, Seymour Cray y su equipo de ingenieros en Control Data Corporation (CDC) crearon CDC 6600, la primera supercomputadora. En ese momento, la plataforma CDC 6600 era 10 veces más rápida que las computadoras normales y tres veces más rápida que la siguiente computadora más rápida, la IBM 7030 Stretch, que realizaba cálculos a velocidades de hasta 3 megaoperaciones de punto flotante por segundo (FLOPS). Aunque eso es lento según los estándares actuales, en ese entonces era lo suficientemente rápido como para llamarse supercomputadora.
Conocido como el “padre de la supercomputación”, Seymour Cray y su equipo lideraron la industria de la supercomputación y lanzaron el CDC 7600 en 1969 (160 megaFLOPS), el Cray X-MP en 1982 (800 megaFLOPS) y el Cray 2 en 1985 (1,9 gigaFLOPS).
Posteriormente, otras empresas buscaron hacer que las supercomputadoras fueran más asequibles y desarrollaran un procesamiento paralelo masivo (MPP). En 1992, Don Becker y Thomas Sterling, contratistas de la NASA, construyeron el Beowulf, una supercomputadora hecha de un grupo de unidades de computación que trabajan juntas. Fue la primera supercomputadora en usar el modelo de clúster.
Las supercomputadoras actuales utilizan tanto unidades de procesamiento central (CPU) como unidades de procesamiento de gráficos (GPU) que trabajan juntas para realizar cálculos. TOP500 incluye a la supercomputadora Fugaku, con sede en Kobe, Japón, en el Centro de Ciencias de la Computación RIKEN, como la supercomputadora más rápida del mundo, con una velocidad de procesamiento de 442 petaFLOPS.
Supercomputadoras frente a PC regulares
Las supercomputadoras actuales agregan potencia de computación para ofrecer un rendimiento significativamente mayor que un solo escritorio o servidor para resolver problemas complejos en ingeniería, ciencia y negocios.
A diferencia de las computadoras personales regulares, las supercomputadoras modernas están compuestas por clústeres masivos de servidores, con una o más CPU agrupadas en nodos de procesamiento. Los nodos de procesamiento conforman un procesador (o un grupo de procesadores) y un bloque de memoria, y pueden contener decenas de miles de nodos. Estos nodos se interconectan para comunicarse y trabajar juntos para completar tareas específicas mientras los procesos se distribuyen entre miles de procesadores o se ejecutan simultáneamente entre ellos.
Cómo se mide el rendimiento de las supercomputadoras
Los FLOPS se utilizan para medir el rendimiento de una supercomputadora y para cálculos científicos que utilizan cálculos de punto flotante, es decir, números tan grandes que deben expresarse en exponentes.
Las FLOPS son una medida más precisa que un millón de instrucciones por segundo (MIPS). Como se mencionó anteriormente, algunas de las supercomputadoras más rápidas de la actualidad pueden funcionar a más de cien billones de FLOPS (petaFLOPS).
