Un billón de cálculos por segundo: Reino Unido estrena supercomputadora

Las supercomputadoras permiten a los investigadores llevar a cabo experimentos que de otro modo sería imposible, por ser demasiado pequeños o demasiado grandes, demasiado rápidos o demasiado lentos, o simplemente demasiado caros. Además, su acoplamiento a centros de datos de gran tamaño permite resolver problemas mediante el análisis de grandes volúmenes de información, abriendo así las puertas incluso a nuevas áreas.

Eso es lo que permitirá el nuevo sistema operativo en la Universidad de Edimburgo en Escocia, Reino Unido, capaz de alcanzar hasta tres veces más la velocidad de su predecesor, HECTOR. Bautizada como ARCHER, esta supercomputadora puede realizar más de un billón de cálculos por segundo lo que, sumado a su magnitud y diseño permitirá a los científicos hacer frente a problemas en una escala que se pensaba imposible.

El equipo forma parte de un acuerdo de Cray con el Consejo de Investigaciones de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) del Reino Unido. Según explica en un comunicado, el sistema aúna el equipo de mayor potencia del país con uno de los centros de datos más grandes. Esto facilita el trabajo con grandes volúmenes de información, por lo que ha sido identificado por el Gobierno británico como uno de sus “Eight Great Technologies”.

De hecho, se trata del superordenador mejor clasificado del Reino Unido en la lista Top 500 de noviembre de 2013, el ranking semestral de las supercomputadoras más rápidas del mundo, donde ocupa el puesto 19 a nivel mundial. El procesador paralelo masivo utiliza hardware XC30 de Cray, y el procesador Intel Xeon de la serie E5-2600v2 permite un rendimiento innovador, escalabilidad y máxima eficiencia energética.

Además, el edificio donde se aloja es uno de los centros de computación más verdes del mundo, cuyos costos de enfriamiento suponen sólo ocho peniques de cada libra gastada en energía.

Teniendo en cuenta todos estos datos, no es de extrañar que el director general del EPSRC, el profesor David Delpy, afirme sentirse orgulloso de presentar un nuevo servicio que “permitirá a los investigadores de Ingeniería y Ciencias Físicas seguir estando a la vanguardia en los avances científicos computacionales y hacer contribuciones significativas en el uso de grandes volúmenes de datos”.

Química y ciencia

Como recoge Phys.org en un artículo, la novedad más interesante en ciencia computacional es el crecimiento significativo en el abanico de problemas científicos y de ingeniería que se pueden resolver, ya que las supercomputadoras pueden solventar problemas importantes para el medio ambiente, el transporte, la salud o la energía.

En concreto, ARCHER estará disponible fundamentalmente para el reino de la Química y la Ciencia de Materiales. Las grandes potencias de cálculo están permitiendo a los investigadores en este campo explorar las propiedades químicas de los materiales en ambientes físicamente realistas, en lugar de hacer aproximaciones o recurrir a sistemas idealizados. Este cambio radical en la capacidad de modelado permite que la investigación científica tenga un impacto directo en nuestro día a día mucho más rápido de lo que era posible anteriormente.

Por ejemplo, los vidrios de silicato bioactivo son materiales básicos utilizados para ayudar a restaurar, regenerar y reparar huesos y otros tejidos del cuerpo. Un mecanismo clave en su función es la disolución rápida de su superficie en el entorno biológico. A través de ARCHER, los investigadores pueden investigar este proceso en un ambiente biológico realista a escala cuántica, algo imposible de llevar a cabo con las anteriores generaciones de supercomputadoras.

También de gran importancia en el ámbito médico es su uso para entender la resistencia de muchas bacterias a los antibióticos modernos, uno de los problemas más significativos de la salud actual. Los investigadores están usando una combinación de experimento y grandes simulaciones moleculares para entender cómo, a nivel molecular, las mutaciones permiten la resistencia a los antibióticos en las causas de, entre otros, la meningitis bacteriana.

La velocidad y capacidad adicional de ARCHER permite a los investigadores obtener una comprensión más detallada a través de simulaciones realistas, acortando el tiempo entre la investigación y el impacto real.

Nuevos retos

El superordenador también jugará un papel clave en la investigación de modelos climáticos del Reino Unido. Comprender el clima y el cambio climático son problemas inherentemente complejos que requieren el acoplamiento de modelos atmosféricos, oceánicos y territoriales. La complejidad y, por tanto, el realismo de estos componentes están limitados por la potencia de cálculo disponible.

Sin embargo, con el nuevo equipo los investigadores podrán ejecutar modelos completos con la complejidad adicional que requiere, por ejemplo, el modelado de la evaporación de la Tierra y la transpiración de las plantas.

Estos modelos más detallados permitirán una comprensión más profunda de los factores del cambio climático, las consecuencias derivadas y la información necesaria para prepararse adecuadamente a los futuros cambios en el clima. Las mismas técnicas y modelos también se utilizan para entender el clima en los planetas más allá del Sistema Solar.

Estos ejemplos son sólo una pequeña muestra de la ciencia que sale de los superordenadores. También se está estudiando el movimiento de los dinosaurios, simulando la producción de energía de los futuros reactores de fusión, explorando nuevas tecnologías de energía renovable, además de diseñar aviones más silenciosos y eficientes.

La supercomputación sigue creciendo a un ritmo exponencial, pues la potencia ya no está tan limitada como hace 10 años. Esto permitirá importantes avances en la investigación en diversas áreas, con beneficios socioeconómicos significativos para todos.