Así se construye un súper ordenador
El verano pasado tres camiones estuvieron viajando por el norte de Inglaterra con una mercancía poco común. A lo largo de 240 km se transportaron a 500 ordenadores, cada uno envuelto en una especie de funda para protegerlo. Estos dispositivos habían formado parte de una súper computadora que había en Cheshire (Reino Unido) y se trasladaban a su nuevo emplazamiento, la Universidad de Durham. Después de meses de laborioso trabajo este súper ordenador de segunda mano se ha convertido en una de las máquinas más potentes que se emplean para la investigación astronómica en el Reino Unido.
La súper computadora tiene una memoria de 4,3 petabytes, más o menos la décima parte que el súper ordenador más rápido que hay en las islas británicas, un Cray XC40. Además de una capacidad de proceso de 166 teraflops (operaciones de punto o coma flotante por segundo). El Cray XC40 llega a unos 7.000 teraflops.
Instalar el ordenador fue un proceso arduo en el que trabajaron muchos miembros del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham. Investigadores, estudiantes y profesores, todos se ofrecieron para echar una mano, como si se tratase de construir un gigantesco puzle, en el que se combinó equipos antiguos que había en Durham con el material que había llegado en los camiones. El proyecto supuso, entre otras cosas, sacar 2.400 discos duros, para luego volverlos a instalar y pasar semanas buscando y corrigiendo errores.
¿Por qué son tan importantes los súper ordenadores?
Pues porque en la investigación científica juegan un papel fundamental. Para ir más allá en los límites del conocimiento se requieren ordenadores muy potentes, capaces de realizar miles de cálculos por segundo.
Astronomía, química, biología, la predicción meteorológica, todos estos campos requieren de la capacidad de las súper computadoras. Pero es que estos dispositivos no sólo son muy potentes, sino que encima funcionan de manera completamente diferente a un ordenador normal. Son capaces de realizar muchos cálculos al mismo tiempo, lo que se conoce como procesamiento paralelo. En cambio, el ordenador que tienes en casa o en trabajo hace una tarea a un tiempo.
Por lo general se emplean para el cálculo de problemas complejos, muchos de los cuales son exponenciales, lo que significa que cada vez que se añade un parámetro, es necesario doblar la potencia para la simulación.
Por ejemplo, en la astronomía la capacidad de computación ha sido un factor limitador. En la década de los años 80, los investigadores debatían sobre si el sistema solar se movía o no de manera caótica. Los súper ordenadores han venido a dirimir la cuestión, y sí se comporta de forma algo caótica.
Súper potencia
La súper computadora de Durham ahora funciona sin el más mínimo problema. El aparato se emplea para el estudio de física de partículas, además de asuntos relacionados con la astronomía y la cosmología. La máquina ejecuta códigos para la investigación de física de partículas, física nuclear, astronomía y cosmología. Investigadores de todo el Reino Unido pueden solicitar tiempo en el ordenador, al que se puede acceder de forma remota desde cualquier parte del mundo. Por otro lado, esta máquina tan compleja necesita una alimentación ininterrumpida, además de sistema de refrigeración de agua y aire, junto con generadores diésel que actúan en caso de emergencia.
Cuando se entra en la sala de la Universidad de Durham en el edificio de Ciencias Terrestres, lo primero que llama la atención es el calor y el sonido. “Aquí hay más de 500 ordenadores, todos gritando”, nos dijo un responsable. Si a veces has notado cómo tu portátil se calienta, multiplica eso por 500. En el techo hay unos recipientes con nitrógeno por valor de 170.000 euros, listos para la acción a la mínima que se declare un incendio. El agua no serviría de nada contra la enorme capacidad de estas máquinas, por lo que la única solución es atajar el fuego privándole de oxígeno.
En la sala contigua está el hermano pequeño de la nueva súper computadora, una máquina compuesta por “sólo” 200 ordenadores, que se está desmantelando poco a poco. Cada vez que uno de los ordenadores se rompe, en vez de arreglarlo dejan que se muera.
La máquina trabaja sin cesar, ejecutando algunos códigos que equivalen a millones de horas de computación, por lo que no se puede permitir un corte de corriente, ni siquiera una bajada de tensión. Un generador suministra toda la potencia necesaria, mientras que en el campus hay dos turbinas diésel para casos de emergencia. “El año pasado las tuvimos que emplear unas cuantas veces, pero por fortuna este año no ha sido así. ¡Hacen mucho ruido y no huelen muy bien!”, confiesa mi interlocutor.
“El nuevo sistema HPC de la Universidad de Durham es una demostración de la capacidad de todos los que han estado involucrados en este proyecto. Fueron capaces de añadir una nueva memoria RAM y fabricar una máquina que será muy valiosa para la comunidad científica. Llevamos mucho tiempo trabajando con la Universidad de Durham y estamos muy orgullosos de poder tomar parte en algo tan especial como es este proyecto”, comentó Julian Fielden, director gerente de la empresa OCF, proveedora de servicios informáticos.
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