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Cómo su pantalla Retina está ayudando a que las supercomputadoras sean más poderosas que nunca
A principios de esta semana, la supercomputadora titán en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee fue nombrado la supercomputadora más rápida del mundo . Fue capaz de realizar casi 18 billones de cálculos de punto flotante por segundo en el Punto de referencia LINPACK (el velocímetro estándar de la industria de la computación de alto rendimiento) al acelerar sus 560,640 CPU con unidades de procesamiento de gráficos de NVIDIA . Curiosamente, este mismo Arquitectura de GPU Kepler también proporciona la potencia gráfica para las pantallas Retina en el nuevo Macbook Pro . No es una coincidencia. Sin el deseo implacable de los consumidores comunes por las experiencias de usuario de la próxima generación (pantallas más nítidas para sus computadoras portátiles, mejores gráficos para sus juegos, baterías de mayor duración para sus dispositivos móviles), la supercomputación científica estaría un poco arruinada.
Una supercomputadora Cray-2 de 1985. Un iPad 2 tiene una cantidad equivalente de potencia de procesamiento.
Se necesitan alrededor de mil millones de dólares para desarrollar un procesador de alto rendimiento, dice Steve Scott, director de tecnología de Tesla en NVIDIA. El mercado de la supercomputación no es lo suficientemente grande para respaldar el desarrollo de este hardware. Afortunadamente, NVIDIA es compatible con millones y millones de jugadores que desean una potencia de procesamiento cada vez más rápida para sus juegos. Podemos tomar los mismos procesadores que están diseñados para ejecutar gráficos para videojuegos y usarlos para realizar los cálculos necesarios para simular el clima o diseñar motores más eficientes en combustible.
Las GPU se han utilizado para acelerar supercomputadoras durante años. Antes de eso, los chips de consumo listos para usar (COTS) revolucionaron la supercomputación al reemplazar las costosas CPU personalizadas que habían hecho que empresas como Cray famoso. En la mayoría de las áreas de la ciencia, la innovación se filtra desde los gobiernos y el mundo académico hasta las aplicaciones de la industria y los consumidores. Pero a medida que la computación de alto rendimiento se eleva para encontrar la teoría y la experimentación como tercer pilar del descubrimiento científico, ocurre lo contrario. Legiones de jugadores obsesionados con Skyrim y mamás con iPad son el motor que impulsa la innovación técnica hacia los científicos e investigadores.
¿Y qué motiva a todos esos jugadores y mamás a seguir obsesionados, deseando, actualizándose y comprando, año tras año? Experiencia de usuario. Apple no desarrolla pantallas Retina (y NVIDIA no crea las GPU para alimentarlas) solo porque sí. Cuando Apple facturó su Power Mac G4 como la primera supercomputadora de escritorio (porque podía realizar más de mil millones de cálculos de punto flotante por segundo) hace más de una década, no era porque quisieran que los científicos computacionales chocaran los cinco con ellos. Fue porque un gigaflop era suficiente potencia informática para garantizar (en ese momento) una experiencia de usuario perfecta y bajo demanda para los consumidores comunes.
El próximo gran hito que debe alcanzar la supercomputación es el llamado exaescala , donde las computadoras pueden ejecutar 1018 cálculos por segundo, mil veces más poderosas que las máquinas de petaescala actuales como Titán, y lo suficiente (según algunos investigadores) para hacer posibles proezas mágicas de simulación, como la detección de posibles diseños de fármacos contra todas las clases de proteínas vivas conocidas, por lo que que cualquier posible efecto secundario puede predeterminarse.
Pero la barrera para alcanzar la exaescala no es la potencia de procesamiento, sino el uso de energía. Y así, una vez más, la experiencia del usuario ordinario puede ser lo que nos lleve a la próxima generación de supercomputación, ya que los científicos e ingenieros experimentan con el uso de arquitecturas de chips móviles de ultrabajo consumo como ARM para exprimir cada vez más FLOPS por vatio fuera de sus máquinas. Después de todo, la razón principal por la que el chip de su teléfono es mucho más eficiente energéticamente que el de su escritorio es para garantizar que la batería dure más de 15 minutos. (Y para asegurarse de que el teléfono no le queme los pantalones. Sería una experiencia de usuario bastante terrible).
Las propias supercomputadoras ofrecen una experiencia de usuario despiadadamente primitiva: los investigadores a menudo codifican sus aplicaciones ellos mismos utilizando Fortran e interactuar con ellos usando la línea de comando. Como deberían, ninguno de esos petaflops debería desperdiciarse en frivolidades de la interfaz de usuario que el resto de nosotros damos por sentado. Pero son esas mismas frivolidades, y nuestro voraz deseo de tener otras más rápidas, más fuertes, mejores y más bonitas cada año, las que hacen posible la supercomputación.