2425 - La corporación Silicon Interprises esta desarrollando la construción de mayor superprocesador jamás construido antes.
Se trata del procesador Aqualand, este esperimento esta teniendo lugar en el planeta Aqua, situado en las Hyades . (151 años luz en la Constelación de Tauro) Dicho planeta esta cubierto por océanos que cubren la casi totalidad de su superficie.
Se trata de un procesador molecular que llevará a cabo inmensas cantidades de calculo - afirma Arthur Litherman, director General de la División de Cálculo de Silicon Interprises - imagínense que actualmente el supercomputador de IBM Exterior, apenas tiene 50 kilómetros cúbicos de de volumen.
Nosotros vamos a convertir el planeta entero en una gran máquina que va a procesar a una velocidad 10.000 millones de veces mas rápido que todas las computadoras creadas hasta hoy. En menos de 1 año tendremos los océanos de Aqua trabajando para nosotros, los casi treinta kilómetros de profundidad media de estos océanos permitirán otro estadio en la evolución de la humanidad,
Dentro de un año - señaló Litherman - entraremos en otra edad del hombre.
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Los ordenadores primigénios estaban construidos con válvulas de vacío, iguales a las que tenían las radios antiguas. En la actualidad las válvulas han sido sustituidas por elementos de un tamaño mucho menor: los transistores que conforman los chips de silicio. Estos son cada vez mas pequeños habiéndose conseguido actualmente un tamaño unas 800 veces más pequeño que el grosor de un cabello humano (0.13 micras).
En 1946 apareció el que podemos catalogar como el primer ordenador, el ENIAC. Este supercomputador basado en válvulas ocupaba unos 160 metros cuadrados, pesaba 30 toneladas y podía almacenar sólo 20 números de 10 dígitos cada uno. Además, su programación se haciá cambiando cables de manera manual.
Cualquier PC actual se programa de manera automática y tiene un tamaño mucho menor, además de poseer una capacidad de cálculo extremadamente superior. Por ejemplo, ENIAC era capaz de procesar 5.000 operaciones por segundo mientras que cualquier PC actual realiza más de 100 millones. Por otro lado, en esta carrera hemos conseguido que el tamaño de los microprocesadores no supere los 7 centímetros cuadrados, sorprendente comparado con los 160 metros cuadrados que ocupaba ENIAC tan sólo 50 años antes.
La velocidad y el tamaño de los micros están íntimamente relacionadas ya que al ser los transistores más pequeños, la distancia que tiene que recorrer la señal eléctrica es menor y se pueden hacer más rápidos. Al ser los transistores cada vez más pequeños la cantidad de ellos contenidos en un microprocesador, y por consiguiente su velocidad, se ha venido duplicando cada dos años. Pero los estudios revelan que este ritmo no se puede mantener y que el límite será alcanzado tarde o temprano, ya que si se reduce más, las interferencias de un transistor provocarían fallos en los transistores adyacentes.
Con el fin de superar estos límites de tamaño y velocidad se está trabajando en la actualidad en varios centros de investigación de todo el mundo en dos líneas que pueden revolucionar el mundo de la informática: Los ordenadores cuánticos y los ordenadores de ADN.
Los ordenadores utilizan bits para codificar la información de modo que un bit puede tomar el valor cero o uno. Por contra, los ordenadores cuánticos utilizan los qubits (bit cuánticos) para realizar esta tarea. Un qubit almacena la información en el estado de un átomo, pero por las propiedades de los átomos hacen que el estado no tenga porque ser cero o uno, sino que puede ser una mezcla de los dos a la vez. Así, al poder almacenar una mezcla de ambos valores a la vez en cada qubit podemos tratar toda la información de una sola vez.
Gracias a esta propiedades los ordenadores cuánticos tienen una especial capacidad para resolver problemas que necesitan un elevado número de cálculos en un tiempo muy pequeño. Además, como estarán construidos con átomos, su tamaño será microscópico consiguiendo un nivel de miniaturización impensable en los microporcesadores de silicio.
Por desgracia, en la actualidad aún no se ha llegado a construir ordenadores cuánticos que utilicen más de dos o tres qubits. Aún así, hay un gran número de centros de investigación trabajando tanto a nivel teórico como a nivel práctico en la construcción de ordenadores de este tipo y los avances son continuos. Entre los principales centros destacan los laboratorios del centro de investigación de Almaden de IBM (http://www.almaden.ibm.com/st/disciplines/quantuminfo), AT&T, Hewlett Packard en Palo Alto (California), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y universidades de todo el mundo como la de Oxford (http://www.qubit.org/) Standford, Berkeley, etcétera.
Computadoras de ADN
La computación molecular consiste en representar la información a procesar con moléculas orgánicas y hacerlas reaccionar dentro de un tubo de ensayo para resolver un problema.
La primera experiencia en laboratorio se realizó en 1994 cuando se resolvió un problema matemático medianamente complejo. Para ello se utilizó la estructura de moléculas de ADN para almacenar la información de partida y se estudio las moléculas resultantes de las reacciones químicas para obtener la solución.
Por una parte, esta técnica aprovecha la facultad de las moléculas de reaccionar simultáneamente dentro de un mismo tubo de ensayo tratando una cantidad de datos muy grande al mismo tiempo. Por otro lado, el tamaño de las moléculas los sitúa a un tamaño equiparable al que se puede conseguir con los ordenadores cuánticos. Otra ventaja importante es que la cantidad de información que se puede almacenar es sorprendente, por ejemplo, en un centímetro cúbico se puede almacenar la información equivalente a un billón de CDs.
Si comparamos un hipotético computador molecular con un supercomputador actual vemos que el tamaño, la velocidad de cálculo y la cantidad de información que se puede almacenar son en extremo mejoradas. La velocidad de cálculo alcanzada por un computador molecular puede ser un millón de veces más rápida y la cantidad de información que puede almacenar en el mismo espacio es un billón de veces (1.000.000.000.000) superior.
Aunque aún no se pueden construir ordenadores de este tipo, desde la primera experiencia práctica este área ha pasado a formar parte de los proyectos más serios como alternativa al silicio. Buena prueba de ello son las investigaciones llevadas a cabo en el marco del DIMACS o "Centro de Matemática Discreta y Computación Teórica" (http://dimacs.rutgers.edu/) del cual forman parte la universidades Princeton (http://www.neci.nj.nec.com/), los laboratorios de AT&T, Bell entre otros. Otros focos de investigación son el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y el Consorcio Europeo de Computación Molecular (http://www.tucs.fi/EMCC/) formado por un importante número de universidades.
Supercomputadora o Superordenador es una computadora con capacidades de cálculo muy superiores a las comúnmente disponibles de las máquinas de escritorio de la misma época en que fue construida.
Hoy en día el diseño de supercomputadoras se sustenta en 4 importantes tecnologías:
La tecnología de registros vectoriales, creada por Seymour Cray, considerado el padre de la Supercomputación, quien inventó y patentó diversas tecnologías que condujeron a la creación de máquinas de computación ultra-rápidas. Esta tecnología permite la ejecución de innumerables operaciones aritméticas en paralelo.
El sistema conocido como M.P.P. por las siglas de Massively Parallel Processors o Procesadores Masivamente Paralelos, que consiste en la utilización de cientos y a veces miles de microprocesadores estrechamente coordinados.
La tecnología de computación distribuida: los clusters de computadoras de uso general y relativo bajo costo, interconectados por redes locales de baja latencia y el gran ancho de banda.
Cuasi-Supercómputo: Recientemente, con la popularización de internet, han surgido proyectos de computación distribuida en los que software especiales aprovechan el tiempo ocioso de miles de ordenadores personales para realizar grandes tareas por un bajo costo. A diferencia de las tres últimas categorías, el software que corre en estas plataformas debe ser capaz de dividir las tareas en bloques de cálculo independientes que no se ensamblaran ni comunicarán por varias horas. En esta categoría destacan BOINC y Folding@home.
Por su alto costo, el uso de superordenadores verdaderos está limitado a organismos gubernamentales, militares y grandes centros de investigación, en donde tienen aplicaciones científicas, como en la simulación de procesos naturales (previsión del tiempo, análisis de cambios climáticos, entre otros procesos), modelaje molecular, simulaciones físicas como túneles de viento, criptoanálisis, etc.
Este tipo de máquinas generalmente tiene su arquitectura proyectada y optimizada enteramente con la aplicación final en mente.
Una supercomputadora es un tipo de computadora muy potente y rápida, diseñada para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y dedicada a una tarea específica.
Por eso son las más caras, su precio alcanza los 20 millones de euros o más (30 millones de dólares); y cuentan con un control de temperatura especial, para disipar el calor que algunos componentes llegan a alcanzar.
Solo países como EEUU y Japón, han presentado supercomputadoras de un petaflops, 1000 Teraflops, China ha presentado supercomputadora de más de 10 teraflops, India y Francia también intentan alcanzar el teraflops.
Científicos estadounidenses mostraron el 9 de junio de 2008 la computadora más rápida del mundo, capaz de realizar 1,000 billones de cálculos por segundo, y cuyo propósito central será trabajar con armas nucleares. Para dar una idea de la velocidad de la supercomputadora, expertos de IBM señalaron que si cada uno de los 6,000 millones de habitantes del planeta usaran una computadora personal y trabajaran 24 horas por día, tardarian 46 años en hacer lo que Roadrunner hace en un solo día.
La supercomputadora, que costó US$100 millones, fue diseñada por ingenieros del Laboratorio Nacional de Los Alamos y por IBM Corporation. Una de las tareas de la computadora, bautizada Roadrunner (Correcaminos) consistirá en simular explosiones atómicas. Roadrunner es dos veces más rápida que el sistema Blue Gene de IBM en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, la cual, a su vez, es tres veces más rápida que cualquier otra supercomputadora del mundo, según IBM. De acuerdo con Thomas D'Agostino, presidente de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, que supervisa la investigación de armas atómicas y mantiene el arsenal nuclear de Estados Unidos, "La computadora es un demonio de la velocidad. Nos permite resolver problemas tremendos.
Pero los funcionarios aseguraron que la supercomputadora podría ser aplicada en tareas civiles, como ingeniería, medicina y ciencia. Eso incluye el desarrollo de biocombustibles y el diseño de vehículos que gasten menos combustible. Ingenieros de IBM y del laboratorio de Los Alamos trabajaron seis años en la tecnología de la computadora. Algunos elementos de Roadrunner tienen como antecedentes videojuegos populares, de acuerdo con David Turek, vicepresidente del programa de supercomputadoras de IBM. En cierta forma, se trata "de una versión superior de Sony PlayStation 3, indicó. "Tomamos el diseño básico del chip (de PlayStation) y mejoramos su capacidad, informó Turek.
Sin embargo, la supercomputadora Roadrunner difícilmente pueda asemejarse a un videojuego. El sistema de interconexión ocupa 557 metros cuadrados de espacio. Cuenta con 91,7 kilómetros de fibra óptica y pesa 226.800 kilos. La supercomputadora está en el laboratorio de investigaciones de IBM en Poughkeepsie, Nueva York y será trasladada en julio del 2008 al Laboratorio Nacional Los Alamos, en Nuevo México.
Características
Las principales son:
Velocidad de Proceso: Miles de millones de instrucciones de punto flotante por segundo.
Usuarios a la vez: Hasta miles, en entorno de redes amplias.
Tamaño: Requieren instalaciones especiales y aire acondicionado industrial.
Dificultad de uso: Solo para especialistas.
Clientes usuales: Grandes centros de investigación.
Penetración social: Prácticamente nula.
Impacto social: Muy importante en el ámbito de la investigación, ya que provee cálculos a alta velocidad de procesamiento, permitiendo, por ejemplo, calcular en secuencia el genoma humano, número Phi, desarrollar cálculos de problemas físicos dejando un bajo margen de error, etc.
Parques instalados: Menos de un millar en todo el mundo.
Costo: Hasta decenas de millones de euros cada una.
Véase también
Blue Gene
Cluster
Deep Blue
Earth Simulator
IBM Roadrunner (Correcaminos), el superordenador más rápido en la actualidad, puesto en funcionamiento en junio de 2008.
MareNostrum
Microordenador
Miniordenador
Ordenador personal
TOP500, ranking de las 500 supercomputadoras más rápidas del mundo.
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