A fondo: China toma la delantera en supercomputación

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Algo está pasando en el espacio HPC: por primera vez en la historia del famoso ranking TOP500 es China, y no Estados Unidos, quien lidera en número de sistemas instalados y también en rendimiento gracias a un par de supercomputadoras y un chip de creación propia.

Estados Unidos sigue figurando como una de las principales potencias de la industria tecnológica mundial. Pero la competencia a la que están sometidos sus desarrollos es cada vez mayor. Y si no, que se lo digan a los fabricantes de componentes para supercomputadoras y a los distintos miembros del segmento HPC. Por primera vez en la historia, el país norteamericano no es el que más sistemas con gran capacidad de cómputo y con gran potencia aloja en su territorio, ni tampoco el que cuenta con los modelos más veloces del panorama internacional. Al menos así es, por primera vez, desde que se publica el ranking de superordenadores TOP500. Un ranking que elaboran desde 1993 y de forma bianual representantes del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de la Universidad de California, la Universidad de Tennessee y el ISC Group alemán.

La edición de junio de 2016 encumbra a Sunway TaihuLight como el contendiente más destacado de todos los que se encuentran en liza actualmente. Y eso que hasta ahora esta bestia china con registro Linpack de algo más de 93 petaflops no aparecía ni entre los 100 primeros de la famosa lista. Sí salía Sunway Blue Light, al igual que él, impulsado por chip ShenWei y ubicado en un Centro Nacional de Supercomputación de China, pero en el centro de Jinan en vez de Wuxi que es la ubicación de TaihuLight. Desde el puesto número 102 del que partía, Sunway Blue Light acaba de descender al 120 con sus casi 796 teraflops inalterados, un lustro de vida a sus espaldas y convertido en la antesala de lo que llegaría después de manos de la misma gente que ya le había dado vida a él. De lo que está aquí en estos momentos. Porque ambos Sunway han sido desarrollados por el NRCPC (siglas de National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology).

La intención de sus creadores es utilizar el nuevo superordenador para investigaciones sobre clima, tiempo y biología, el análisis de datos, la ingeniería y la fabricación avanzada. Sunway TaihuLight mejora las capacidades del antiguo procesador Shenwei SW1600 que se halla dentro de su hermano mayor, de 16 núcleos y un máximo de 140 gigaflops, con el SW26010 de 260 núcleos y algo más de 3 teraflops. Esto significa que un procesador que ha sido desarrollado por y para China, en el en el National High Performance Integrated Circuit Design Center de Shanghái, no tiene mucho que envidar a los que fabrica toda una líder en procesadores como Intel. De hecho, parece que el embargo que Estados Unidos impuso a China hace más de un año a la hora de usar sus piezas de silicio de alto rendimiento y múltiples núcleos para ciertos centros, al sospechar que serían utilizadas para actividades nucleares, habría acelerado el ritmo de desarrollo doméstico de su rival a estos niveles.

TaihuLight no recurre a la marca Xeon Phi, es posible que no pudiese haberlo hecho aunque quisiese, para tampoco le hace falta. Sobre el modelo de Shenwei que usa existen revelaciones de especificaciones. También secretismos sin resolver o cábalas por confirmar. El nuevo Shenwei combina una parte luces, como su otro rol destacado en la lista Green500, con algunas sombras, por ejemplo en caché y memoria, aunque al final el resultado final coloca a este Sunway en la parte alta de la tabla. Con arquitectura RISC de 64 bits, SW26010 viene con soporte para instrucciones SIMD, cuatro núcleos básicos con 64 CPEs y un MPE cada uno, 12 KB de instrucciones de caché por núcleo, 64 KB de memoria local, 32 GB por nodo para una memoria total de 1,3 PB, frecuencia de reloj de 1,45 GHz, eficiencia energética de 6 gigaflops/vatio y una marca de 15,3 MW en funcionamiento Linpack. Otras de sus características son el aprovechamiento de tecnología DDR3 en vez de DDR4 y de PCIe 3 en lugar de QDR InfiniBand.

De este modo, esta supercomputadora que funciona con el sistema operativo Sunway Raise OS, partiendo de Linux estándar, desplaza de la primera posición al Tinahe-2 de 33,86 petaflops. Tinahe-2, también conocido con el nombre de MilkyWay-2, llevaba liderando el TOP500 desde junio de 2013, seguido siempre a cierta distancia por el sistema Titan de 17,59 petaflops. Pero los días de gloria de Tinahe-2 y Titan parecen difíciles de revivir tras haber sido adelantados por una alternativa que prácticamente les triplica e incluso quintuplica en velocidad. Antes de que Sunway TaihuLight y Tianhe-2 viesen la luz, Estados Unidos había cedido el liderato en pocas ocasiones. Cabe recordar que Tianhe-2 tampoco nació en Norteamérica, sino que se trata de una creación china, propiedad de la National University of Defense Technology. El caso es que ahora, para más inri, Intel y compañía se han visto superados por tecnología foránea. A diferencia de Sunway TaihuLight, Tinahe-2 sí confiaba en Xeon Phi.

La clasificación de los principales superordenadores fue bastión estadounidense (y japonés) durante años, y años. A Titan, que forma parte del laboratorio Oak Ridge y que fue nombrada como supercomputadora más veloz en noviembre de 2012, le precedió en la lista de junio de ese mismo año el sistema Sequoia, del laboratorio Lawrence Livermore. Y salvo el pequeño tropiezo de noviembre de 2010, cuando el TOP500 lo abrió el Tianhe-1A chino, nadie más que Japón con K (y antes con The Earth Simulator, CP-PACS, Hitachi SR2201 y Numerical Wind Tunnel) había sido capaz de equipararse a rivales tan poderosos en su día como Jaguar, Roadrunner y BlueGene/L (y ya antes ASCI White y Red, Intel XP/S 140 Paragon y CM-5), que lucían el sello de Cray e IBM. De hecho, entre Cray e IBM todavía dominan el top 10 actual, ya que ambas se encuentran detrás de unos imponentes Titan, Sequoia, Mira, Trinity, Piz Daint, Hazel Hen y Shaheen II. Sólo los dos sistemas más veloces de la lista y el K de Fujitsu, que ahora es quinto, se deben a fabricantes diferentes.

A Estados Unidos también le queda la satisfacción de albergar cuatro de los diez principales superordenadores que existen, por los dos que posee China, uno de Japón, uno de Suiza, uno de Alemania y otro de Arabia Saudita. Pero en el cómputo general, hasta 167 de las 500 grandes creaciones que tiene en cuenta el TOP500 han fijado su sede en China por 165 de aquellas que se localizan en Estados Unidos, debido al boom desencadenado en la construcción de instalaciones industriales y para objetivos de investigación. Se encuentran casi empatadas, pero la balanza se inclina hacia China. El hecho de que tanto el líder Sunway TaihuLight como el subcampeón Tianhe-2, que al combinarse rebasan los 135 petaflops, residan en suelo chino le concede al mismo país la medalla de oro en rendimiento. Y eso es novedad, junto al desarrollo de chips.

El “momentum” de China

Por séptima vez consecutiva, el TOP500 está encabezado por un superordenador que ha sido desarrollado en China. Cuando se publicó la lista de noviembre de 2015 el gigante asiático ya había dado un gran paso adelante. Y es que en tan sólo seis meses este país fue capaz de prácticamente triplicar su cuota dentro del ranking mundial de supercomputadoras. De contribuir sólo con 37 sistemas, China comenzó a pisarle los talones a Estados Unidos con 109. Y ahora consigue aportar al medio millar de sistemas analizados un total de 167. De seguir creciendo a este ritmo, introduciendo varias decenas de superordenadores nuevos lista a lista y sin dar casi tiempo a sus rivales para respirar, en la próxima edición debería acabar dando un gran salto cuantitativo.

En el buen momento que está atravesando China en términos de supercomputación tiene que ver la adquisición por parte de Lenovo del negocio x86 de IBM. Al igual que la compra de los ordenadores personales del Gigante Azul le ha estado ayudando durante la última década a posicionarse como una de las marcas de PC más solicitadas entre los consumidores, un acuerdo similar en servidores, que se cerró en octubre de 2014 por 2.100 millones de dólares, le ha permitido a esta compañía, y a China en general, a competir con pesos pesados como HP, Dell o la propia IBM. Al mismo tiempo, le vale para sacar pecho en la computación de altos vuelos, donde también opera la compañía china Sugon. En Estados Unidos trabajan desde el año pasado en el marco de la National Strategic Computing Initiative para crear un sistema exascale, con 100 veces más rendimiento que las actuales máquinas de 10 petaflops. Y parece que China cree que podrá hacer algo similar, y además un poco antes de lo que se prevé para Estados Unidos. Se habla de que los resultados podrían llegar incluso en 2020. La batalla pinta interesante.

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