Una era cada vez más compleja necesita una tecnología cada vez más preparada. Esta pasa por la computación cuántica, una de las tendencias tecnológicas de este 2024 y un paradigma de la computación destinado a resolver problemas que hoy en día son imposibles para la computación clásica y, algunos, inimaginables para los humanos. Tanto es así que se prevé un gasto exponencial a escala mundial en este ámbito: según vaticina la consultora International Data Corporation (IDC), el gasto global se multiplicará por 20 en los próximos años, pasando de los 364 millones de euros de 2020 a los 7.600 millones en 2027. Desde la consultora lo tienen claro: "Veremos a la computación cuántica asumir el control como la próxima generación de computación de alto rendimiento".
Aun así, esta no se tiene que confundir con uno de los otros grandes aliados para afrontar los retos que se plantean en el contexto actual: la supercomputación. De hecho, Alba Cervera, investigadora del Barcelona Supercomputing Center (BSC), después de que el centro recibiera en noviembre de 2021 el primer ordenador cuántico del sur de Europa, afirmó que la tecnología cuántica es "complementaria" a las supercomputadoras, como por ejemplo el recientemente inaugurado MareNostrum 5 que, con la capacidad de calcular en una hora lo que un ordenador clásico de gama media tardaría 46 años, ha pasado a formar parte del tridente de la supercomputación europea de alto rendimiento junto con Leonardo (Italia) y Lumi (Finlandia), y se ha abierto paso en el ranking de los 10 supercomputadores más potentes del mundo. Pero, ¿en qué posición se encuentra?
El MareNostrum 5 es capaz de calcular en una hora lo que un ordenador de gama media tardaría 46 años
Miles de billones de cálculos
TOP500 es el informe bianual que recoge los 500 supercomputadores más potentes del mundo. El medio millar de sistemas que recoge el ranking se encuentran ordenados en función de su rendimiento, determinado por la cantidad de cálculos que son capaces de realizar por segundo. Cada cálculo se denomina flop (floating point operation, u operación de punto flotante) y, como es de esperar, nos tenemos que perder entre un largo listado de ceros para llegar al número de cálculos que estas supermáquinas son capaces de llevar a cabo cada segundo: teniendo en cuenta que la unidad de medida principal son los petaflops, y que el prefijo peta indica un factor de 1015, estaríamos hablando de miles de billones de cálculos por segundo.
Un podio estadounidense
Así, la 62ª edición del TOP500, publicada el pasado mes de noviembre, presenta grandes cambios en cuanto a la parte superior del ranking respecto a la anterior, en la que las tres primeras posiciones se repartían entre América, Europa y Asia. El último listado, sin embargo, resalta el dominio de los Estados Unidos con el superordenador Frontier, que revalida la primera posición. Ubicado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (Tennessee), este supercomputador se encuentra a disposición del Departamento de Energía de los Estados Unidos y es el primero -y único- con una capacidad superior a los mil petaflops -o, lo que es el mismo, un exaflop-. Concretamente, tiene un rendimiento de 1.194 petaflops por segundo (1.194.000.000.000.000.000 cálculos por segundo).
Aurora ocupa la segunda posición del ranking. Con una capacidad de 585,34 petaflops por segundo, la supercomputadora ubicada en la Aragonne Leadership Computing Facility (Illinois) demuestra el potencial de Frontier, al ni siquiera llegar a la mitad de su capacidad. La maquinaria también forma parte del Departamento de Energía de los Estados Unidos y se está entrenando con conocimiento científico para crear un modelo de lenguaje extenso (LLM) especializado en ciencia. En tercera posición, Eagle, es un sistema que pertenece a Microsoft y que usa para su nube, Azure, y que tal como apunta TOP500, dispone de un rendimiento de 561,20 petaflops por segundo.
Japón, Finlandia e Italia
Fugaku y Lumi caen de la segunda y tercera posición alcanzada el pasado mes de junio a la cuarta y quinta, respectivamente. El superordenador japonés, Fugaku, desarrollado por Fujitsu, está ubicado en el RIKEN Center for Computational Science (R-CCS) en la ciudad de Kobe. Su logotipo representa el monte Fuji para simbolizar su alto rendimiento que, en junio de 2020, alcanzó la primera posición del TOP500. Posteriormente, sus 442,01 mil billones de cálculos por segundo fueron superados por dispositivos estadounidenses.
Por su parte, Lumi, con 379,7 petaflops por segundo, es la supercomputadora más potente de Europa y se encuentra en el centro de datos CSC de Kajaani (Finlandia), aunque pertenece al EuroHPC JU, la empresa común europea de computación de alto rendimiento. Se trata de una maquinaria que no solo destaca por utilizar únicamente energía hidroeléctrica; también porque el calor que genera se utiliza posteriormente para calentar los edificios de la zona. Así, quizás Lumi no es uno de los superordenadores más potentes del mundo, pero sí uno de los más eficientes a nivel ambiental.
El calor que general el superordenador Lumi es posteriormente utilizado para calentar los edificios de la zona
Por su parte, Leonardo, nombrado así en honor al polímata Leonardo da Vinci, mantiene la sexta posición en esta nueva edición del listado. También pertenece al EuroHPC JU y se encuentra en Cineca, el consorcio italiano ubicado en la ciudad de Bolonia compuesto por 69 universidades italianas, 27 centros públicos nacionales de investigación, los ministerios de universidades y educación de Italia. La inversión total de este superordenador, que tiene una potencia de cálculo de 238,7 petaflops por segundo, fue de 240 millones de euros.
Nuevamente en Estados Unidos, encontramos otro superordenador de alto rendimiento: el Summit, un sistema desarrollado por IBM ubicado en el Laboratorio Nacional Oak Ridge (Tennessee) que alcanza los 148,8 petaflops por segundo. Durante todo 2018 y 2019, el TOP500 consideró este superordenador como el más potente de entonces, otorgándole la primera posición del ranking. Ahora, sin embargo, ocupa la séptima posición.
MareNostrum 5: tecnología puntera desde el Mediterráneo
Bien cerca del Palau Reial de Pedralbes, el Barcelona Supercomputing Center acoge el octavo superordinador más potente del mundo, el MareNostrum 5, 23 veces más potente que su predecesor, el MareNostrum 4, que continúa ubicado en la capilla de la Torre Girona, en el BSC. Los 202 millones de euros de gasto que ha supuesto, repartido entre la Comisión Europea (50%), el gobierno, la Generalitat y la UPC (34%), Turquía (10%) y Portugal (6%), han dado lugar a una infraestructura de 2.000 metros cuadrados, de los cuales 800 pertenecen únicamente al ordenador. La superfície restante está destinada a su correcto mantenimiento y, por lo tanto, funcionamiento.
El MareNostrum 5 es 23 veces más potente que el MareNostrum 4
Los 160 kilómetros de cables que componen el MareNostrum 5, permitirían, entre otros, que el superordenador almacenara cerca de 1.300 copias de todos los libros catalogados a lo largo de la historia. Hoy por hoy, sin embargo, se está usando para una gran cantidad de proyectos, entre los cuales destaca la creación de un gemelo digital del planeta tierra, otro del ser humano, y el desarrollo de modelos de lenguaje. Relacionado con este último se encuentra el proyecto AINA, que tiene la finalidad de proteger y posicionar la lengua catalana como una de las lenguas con más recursos disponibles dentro del ámbito digital. “Es un eliminador de excusas”, apuntan desde el departamento de Comunicació del BSC a VIA Empresa, detallando que el proyecto pretende que todo el mundo que quiera desarrollar una idea, pueda disponer de las herramientas necesarias para implementar el catalán fácilmente.
⚡💻 #ONMareNostrum5
— BSC-CNS (@BSC_CNS) January 8, 2024
El director del BSC, Mateo Valero, nos habla del nuevo supercomputador #MareNostrum5: cómo se y qué investigaciones nos va a permitir quitar a cabo
✨"Esta máquina permite a los investigadoras soñar, hacer cosas que nunca hubieran podido imaginar" pic.twitter.com/8tqaoy9xkq
La Partición Acelerada (ACC) del MareNostrum 5, que es la que tiene en cuenta el ranking TOP500, dispone de una potencia de 138,2 petaflops por segundo, hecho que lo sitúa en la octava posición del listado. Aun así, la maquinaria al completo alcanza los 314 petaflops, es decir, los 314 mil billones de cálculos por segundo.
Los EE.UU. cierran el top 10
Con dos superordenadores más, ubicados en la novena y décima posición del ranking, los Estados Unidos, que cuentan con seis de los diez ordenadores más potentes del mundo, cierran el top 10. El Eos de Nvidia y el Sierra, con 121,4 y 94,64 petaflops respectivamente, son dos superordenadores que exploran los límites de los modelos de la IA. Los dos se encuentran en California: el primero se ubica en la sede de Nvidia, en Santa Clara, mientras el segundo reside en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.