China adelanta a EEUU en la batalla por los supercomputadores

Por Chris Nuttall



Con su arco arbotante y techo abovedado, el Centro de Simulación de Terascale, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en Estados Unidos, fue construido como una catedral del supercomputador. Pero sólo diez años después de ser construido, el edificio ya corre el peligro de quedar obsoleto.

Incluso su nombre arriesga convertirse en un anacronismo. La computación de los tera ha sido superada por la computación de los peta, que es mil veces más rápida. Para 2020, estará en la etapa de los exa, que será a su vez mil veces más rápida.

El primer supercomputador albergado en el laboratorio –de 2,5 kilómetros cuadrados y 6 mil trabajadores- fue el más rápido del mundo por casi cuatro años. Pero el último en reemplazarlo –llamado Sequoia- fue el más rápido del mundo por sólo seis meses antes de ser superado en noviembre del año pasado por Titan, otra máquina del Departamento de Energía en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee.

El mes pasado, Milky Way 2, con base en el Centro de Supercomputación Nacional en Guangzhou, dio a China un liderazgo decisivo sobre el Titan en la lista de los 500 supercomputadores más rápidos del mundo, ofreciendo más del doble de rendimiento, 55 petaflops, o 55 trillones de operaciones por segundo.

Se espera ahora que China sea el primer país en usar los exa, la meta de una carrera internacional que también incluye a la Unión Europea, India, Japón y Rusia. El ganador sería el primero en sacar provecho de las significativas ventajas científicas y económicas de los supercomputadores, que pueden ser usados para todo, desde detectar patrones climáticos hasta fabricar un motor de combustión más eficiente.

El liderazgo de China llega en medio del estancamiento del presupuesto en Washington, lo que ha significado que no hay un plan aprobado -o financiamiento en curso- para que EEUU alcance la computación de los exa a 2020.

Según Mike McCoy, quien lidera el esfuerzo de supercomputación en Lawrence Livermore como director del programa de Simulación y Computación Avanzada afirma que el edificio podría colapsar pronto. “La densidad de los estantes está aumentando tanto que podría exceder la capacidad de este piso para soportarla. Un solo rack de Blue Gene Q pesa 2 kilos, pero podría llegar a 4,5 kilos”.

Pero el peso es el menor de los problemas que deben ser resueltos para alcanzar una computación de exa. Los ingenieros también deben reducir los requerimientos de energía de los computadores, crear software potentes y remover cuellos de botellas en las memorias. La resiliencia -la habilidad de las máquinas de operar por más de un día para completar sus tareas- es también un tema importante. Con más de 100 millones de partes operativas, los supercomputadores necesitan la habilidad para autorecuperarse.

Un computador de exa, capaz de cuatrillones de operaciones de coma por segundo, podría probablemente construirse hoy. Pero necesitaría cerca de 100 megawatts de energía, equivalente a lo que usan 80 mil casas en EEUU.

En Livermore, los científicos presentan las simulaciones que pueden alcanzar en la era de los peta; pese a que son impresionantes, no tienen la resolución ni escala que son posibles con los exa. La simulación es la tercera pata de la ciencia, junto con la teoría y la experimentación, dice Steve Scott, director de tecnología de Nvidia.

Esto fue lo que reconoció el presidente Barack Obama en su discurso de Estado de la Unión en 2011, cuando reconoció que China había tomado la delantera en la supercomputación. Más de dos años después, recién ingresó al Congreso un plan estratégico de desarrollo exa. No se ha aprobado ningún financiamiento directo.

Pero las empresas tecnológicas están presionando con sus propias inversiones. Intel comenzó a ensamblar un equipo exa hace más de dos años. Lanzaron Xeon Phi, un procesador acelerador que China está usando en su Milky Way 2.

Pese a que Milky Way 2 depende de procesadores Xeon, partes importantes de la máquina están fabricadas en China, incluyendo el software “stack” y la interconexión, una pieza compleja de equipos de redes que necesita ser ultraeficiente en conectar los diferentes bancos de procesadores. Un segundo esfuerzo se basa totalmente en tecnología occidental, mientras que un tercero es totalmente indígena, aunque menos avanzado. China también ha desarrollado su propio procesador, conocido como Godson.

El avance de China hacia un supercomputador fabricado localmente es visto como inevitable, mientras es probable que EEUU en el futuro limite la exportación y venta de su mejor tecnología por razones económicas y de seguridad.

La propiedad intelectual es la mejor carta de EEUU, ya que hay otros esfuerzos de desarrollo exa que ya tienen financiamiento. La Unión Europea tiene tres proyectos en marcha y US$ 2 mil millones en financiamiento para los próximos tres años. El gobierno indio ha comprometido 
US$ 2 mil millones y Japón tiene un programa de inversión de US$ 1.100 millones.

Para EEUU, una carrera especial como la de los años ‘60 es un sueño. Y para un país acostumbrado a ser líder en ciencia y tecnología, no ser competitivo podría ser dañino para el orgullo nacional y la competitividad.