Titán, la supercomputadora más potente del mundo

Titán, instalada en el Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, es en estos momentos la computadora más potente del mundo, según la lista Top500, un ranking semestral de las supercomputadoras del mundo.

Titán, que entró en servicio recientemente, brindará
una potencia de computación sin precedentes para la investigación en cuestiones de energía, cambio climático, motores eficientes, nuevos materiales y otras disciplinas, y ayudará a sentar las bases para una amplia gama de logros en la ciencia y la tecnología.

Titán sustituyó a Jaguar XT5 en el ORNL en octubre de 2012. Jaguar se clasificó como la computadora más rápida del mundo en las listas Top500 de noviembre de 2009 y junio de 2010, y ahora Titán es la herramienta de computación más poderosa que posee la comunidad científica para explorar soluciones a algunos de los problemas más desafiantes de la actualidad.

Titán es un sistema Cray XK7 que contiene 18.688 nodos, cada uno construido con un procesador AMD Opteron 6274 de 16 núcleos y un acelerador GPU NVIDIA Tesla K20X. Titán también tiene 710 terabytes de memoria. Esta bestia ocupa más de 400 metros cuadrados, y consta de 200 armarios.

Su arquitectura híbrida, basada en una combinación de unidades centrales de procesamiento (CPUs) tradicionales con unidades de procesamiento gráfico (GPUs), es aclamada como el primer paso hacia la meta de la computación a exaescala, o sea, generar un trillón de cálculos por segundo, consumiendo no más de 20 megavatios de electricidad.
Actualmente, un reto importante al que se enfrentan los diseñadores de supercomputadoras es refrenar el colosal consumo de electricidad que suelen tener estas bestias electrónicas, tal como señala Jeff Nichols, director adjunto del ORNL en temas de computación. Por eso, combinar GPUs y CPUs en un solo sistema es una estrategia clave ya que requiere menos energía que si se usaran CPUs solas para toda la arquitectura.

Titán alcanzó una velocidad de 17,59 petaflops en el test Linpack, la aplicación específica que se utiliza para clasificar supercomputadoras en la lista Top500. Titán puede alcanzar una velocidad máxima teórica de 27.000 billones de cálculos por segundo, 27 petaflops, consumiendo cerca de 9 megavatios de electricidad, aproximadamente la cantidad requerida para 9.000 hogares. Ese tipo de capacidad de cómputo, casi inimaginable, es similar a que cada individuo de los 7.000 millones que constituyen la población humana del planeta, realizara 3 millones de cálculos por segundo. En otras palabras, ni la humanidad entera trabajando en cálculos podría superar a Titán en este trabajo.

Titán es 10 veces más rápida que Jaguar con sólo un aumento del 20 por ciento en el consumo de energía eléctrica, un importante avance en la eficiencia que es posible gracias a las GPUs, las cuales fueron creadas originalmente para videojuegos.

El ranking Top500 se puso en marcha en 1993 con el fin de proporcionar una base para la detección y el seguimiento de tendencias en la computación de altísima potencia. Dos veces al año, se publica una lista de las supercomputadoras más potentes del mundo. Por sus características, las supercomputadoras suelen ser hechas de encargo, por lo que en sus configuraciones y arquitecturas exactas no suele haber más de una unidad. Obviamente, su alto costo de fabricación y de mantenimiento (recordemos que sólo en electricidad el gasto es tremendo por los megavatios de consumo) hace que únicamente entidades importantes, y dedicadas a labores que lo justifiquen, puedan permitirse tener supercomputadoras capaces de entrar en el ranking Top500.