Cómo es el supercomputador más rápido del mundo y cuáles son sus funciones

Desde que fue estrenado en 2022, el Frontier se ha construido un nombre como el supercomputador más rápido del mudo.

Este sistema se encuentra ubicado en Oak Ridge, Tennessee, en Estados Unidos, y resalta porque actualmente ostenta el récord.

El aparato cuenta con casi 50.000 procesadores y su velocidad de procesamiento de datos supera a 100.000 ordenadores portátiles trabajando en simultáneo.

Según explicó a Nature el director de ciencias en el Centro de Computación de Liderazgo del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Bronson Messer, la demanda de electricidad del Frontier alcanza un máximo de aproximadamente 27 megavatios.

A modo de referencia, comentó que aquello sería suficiente para abastecer a unos 10.000 hogares.

Cuando el Frontier debutó, destacó porque superó la barrera de velocidad de la exaescala, es decir, la capacidad de ejecutar un exaflop de operaciones de punto flotante por segundo.

Aquello se traduce en más de 1.000.000.000.000.000.000.

Aunque existe la posibilidad de que hayan sistemas más poderosos en laboratorios de carácter militar, el Frontier ha despertado el interés de numerosos científicos de todo el mundo, quienes solicitan ocuparlo para sus investigaciones.

Las áreas en las que puede ser de utilidad son amplias, pero según afirmó Messer, se caracteriza porque puede crear simulaciones de patrones de gran escala con detalles a pequeña escala.

Lo han usado para estudios que abarcan desde partículas subatómicas hasta galaxias, además de para contribuir al desarrollo de nuevos fármacos, esquemas relacionados con el clima y la meteorología, mejorar motores de aviones y crear modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM), por solo mencionar algunos tipos de proyectos.

Estos últimos se pueden utilizar en programas de inteligencia artificial (IA) generativa, con el objetivo de que puedan producir contenidos basándose en indicaciones específicas.

En 2023, el Frontier tuvo 1.744 usuarios provenientes de 18 países.

Y los encargados del supercomputador presumen que, solo en 2024, se publicarán al menos 500 artículos científicos basados en sus cálculos.

La parte principal del Frontier está posicionada en una habitación que es del tamaño de un almacén, según rescató el citado medio.

Ahí figuran 74 bastidores que reúnen 9.408 nodos, de los cuales cada uno cuenta con cuatro unidades de procesamiento gráfico (GPU) y una unidad de procesamiento de computadora (CPU).

El técnico de Hewlett Packard Enterprise, Corey Edmonds, aseguró que el sistema es evaluado permanentemente por un equipo de ingenieros, para así detectar los problemas que se puedan presentar.

Dicha empresa es la que construyó el Frontier y, según el especialista de la firma, gran parte de su velocidad se debe a la potencia de los GPU.

En este sentido, Messer enfatizó que “pueden hacer una cosa una y otra vez”, lo que los hace especialmente relevantes cuando se requieren hacer grandes cantidades de cálculos.

Sin embargo, a pesar de los conocimientos que se puedan tener en el ámbito de la tecnología y la computación, no basta con llegar y empezar a usarlo.

De hecho, es necesario que los científicos personalicen su código para poder ocuparlo de manera eficiente en sus investigaciones.

Como comparación hipotética, dijo que utilizar el Frontier por primera vez es como si el conductor de una camioneta tradicional manejara un auto de carreras.

“(Ambos) tienen un volante, un pedal de acelerador y un freno, pero intenten poner a un conductor normal en un vehículo de la Fórmula 1 y que realmente vaya de un lado a otro”, comentó Messer.

Con ello hizo referencia a que sería altamente complejo y lo más probable es que los resultados no sean los esperados.

Para tener la oportunidad de utilizar este supercomputador, los científicos deben presentar sus propuestas de investigación y esperar que estas sean aprobadas por el equipo a cargo del Frontier.

El director de ciencias contó a Nature que alrededor de un 25% son admitidas.

Uno de los principales criterios que influye en la decisión de los evaluadores está relacionado con que los solicitantes puedan demostrar que su trabajo realmente necesita de todas las capacidades que ofrece.

Generalmente, las solicitudes aprobadas tienden a considerar el uso de 500.000 horas de nodo, lo que equivale a que el sistema funcione por tres días seguidos.

No obstante, dependiendo del caso, hay situaciones en las que permiten un mayor uso o, incluso, otros más acotados y frecuentes de unas 20.000.

Al año, se puede asignar un total de 65 millones de horas de nodo.

Uno de los científicos que ha recurrido al Frontier es el astrofísico de la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania, Evan Schneider, quien estudia cómo cambian las galaxias del tamaño de la Vía Láctea a medida que envejecen.

A través del supercomputador, ha podido simular cómo las supernovas hacen que el gas se escape de estas, lo que también influye en que la formación de nuevas estrellas sea más lenta.

De la misma manera, investigadores de áreas como el medioambiente y la IA también figuran entre los que más esperan poder usar la máquina.

Después de que se aprueba una solicitud, los científicos pueden usar el Frontier de forma gratuita, siempre y cuando publiquen los resultados, precisaron desde Oak Ridge a Nature.

A pesar de que este supercomputador ha destacado por ser el más rápido desde 2022, también hay otros que prometen quitarle el puesto y superar sus capacidades.

Uno de estos es el Aurora, el cual está ubicado en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois y actualmente figura en el segundo lugar.

También están El Capitán del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y el Júpiter de Alemania, los cuales se espera que entren en funcionamiento a finales de 2024.