Tianhe-2, el ordenador más potente del mundo
De acuerdo a la lista top500.org de los ordenadores más potentes del mundo, a día de hoy Julio de 2013, el ordenador más potente del mundo es Tianhe-2 (Vía Láctea-2). Este superordenador está instalado en la National University of Defense Technology (NUDT) de China y es el sucesor tecnológico de Tianhe-1A, instalado en el National Supercomputer Center en Tianjin que ya fué número 1 del top500 en la lista de Noviembre de 2010.
(Nota: Ya existe un nuevo ordenador más potente, puedes leer sobre Tianhe-2 en este enlace)
Tianhe-2 Supercomputer
Tianhe-2 está formado por 16.000 nodos cada uno de los cuales tiene 2 procesadores Intel Xeon Ivy Bridge y 3 coprocesadores para acelerar los cálculos Xeon Phi. Esto hace un total de 3.120.000 cores de cálculo, 384.000 Xeon y 2.736.000 cores en los coprocesadores Phi. Es una novedad que tenga 3 coprocesadores por nodo pues lo habitual son uno o dos. Estos cores le dotan de un rendimiento teórico ejecutando operaciones matemáticas de 54,9 PFLOPS (Peta=10^15 FLoating-point Operation Per Second, 1.000.000.000.000.000 operaciones matemáticas por segundo) y en el benchmark LINPACK alcanza un rendimiento real de 33,9 PFLOPS, lo cual es casi el doble que el anterior número 1 Titan.
La red de interconexión entre los nodos es un diseño propio, TH Express-2, y trata de evitar que las comunicaciones sean un cuello de botella gracias al ancho de banda bidireccional de 16 GB/s, baja latencia y topología fat tree. Tianhe-2 usa el sistema operativo Kylin, basado en Linux, y también desarrollado por la NUDT y optimizado para HPC. El hecho de estar basado en un estándar como Linux le da mucha flexibilidad a la hora de ejecutar muchos códigos sin necesidad de reprogramarlos específicamente.
Tianhe consume 17.8 MW, que equivale aproximadamente al consumo de 27.000 familias, a pesar de lo cual es también en un supercomputador muy eficiente dado el alto número de FLOPS por watio que realiza, aunque cuando se anuncie la lista green500.org de los computadores energéticamente más eficientes del mundo probablemente ocupará entorno al puesto 40.
De acuerdo a la NUDT Tianhe-2 estará dedidado a aplicaciones de simulación, análisis y seguridad nacional.
Datos más relevantes
| Marca y modelo | Diseño propio |
| Nº de cores | 3.120.000: 384.000 cores xeon y 2.736.000 cores Phi |
| Procesador | Intel Xeon E-2692 de 12 cores a 2.2 GHz |
| Coprocesador | Intel Phi 31S1P de 57 cores a 1,1 GHz |
| Interconexión | TH Express-2 |
| Sistema Operativo | Kylin |
| FLOPS teóricos | 54,9 PetaFLOPS |
| FLOPS Linpack | 33.9 PetaFLOPS |
| Potencia eléctrica | 17.8 MW |
| FLOPS/W | 1.9 GigaFLOPS |
Según la lista green500.org Tianhe-2 finalmente ocupa la 32ª posición entre los ordenadores energéticamente más eficientes del mundo con 1.901,54 MFLOPS/W.
¿Como se logra inventar el tihane-2?
Más que inventar digamos que estas máquinas se diseñan y construyen. Para el diseño se emplean elementos ya existentes en el mercado, como por ejemplo los procesadores, con otros diseñados exclusivamente para este tipo de máquinas, como las tarjetas de red TH Express-2 y que luego pueden pasar a formar parte del mercado o no.
Estos superordenadores están constituidos por agregación de elementos más sencillos, los miles de nodos. Estos nodos, que digamos son parecidos a un PC o a un superPC, cooperan entre ellos trabajando de forma coordinada para realizar los cálculos. La parte compleja es conseguir que esta cooperación sea eficiente, es decir, que 10000 nodos computen más o menos 10000 veces más rápido que uno solo, y no solo 2000 veces más rápido. Esto es lo complejo. Por poner una analogía sencilla, salvando todas las distancias, 10 camareros en una pequeña barra de bar no sirven 10 veces más rápido que un único camarero porque se molestan entre ellos. Conseguir que estás máquinas funcionen de forma eficaz, y en general que un superordenador aunque no sea de de la magnitud de Tianhe-2, requiere mucho trabajo tanto a nivel del hardware como del software, pues en los programas también hay que programar la paralelización de forma explicita, es decir, se dice en el programa como usar todos estos nodos simultáneamente.
Cuántos GTA V podrás poner a la vez en ese PC?
@Alvaro
creo que unos 15 billones +-
Creo que cuando salga el GTA VI hará falta uno de estos para que tire bien
Saludos.
¿Como calculan los Flops teóricos?, ¿Que características del procesador son consideradas?
@Omar Aquiño
¡Hola Omar!
Perdona la tardanza pero acabo de ver el comentario.
Para calcular los FLOPS teóricos de un procesador hay que multiplicar el numero de cores del procesador por la cantidad de “tics” que hace el procesador por segundo, es decir la frecuencia con la que el microprocesador ejecuta ordenes, por el número de operaciones en coma flotante que puede hacer en paralelo el procesador.
Por ejemplo, un procesador a 2 GHz ejecuta 2000.000.000 de “tics” por segundo, los procesadores Xeon de ahora realizan 8 operaciones de coma flotante en cada “tic” del procesador. Si tiene 10 cores tenemos:
2000.000.000*10*8=160.000.000.000
es decir, 160 GigaFLOPS o 0,16 TeraFLOPS o 0,00016 PetaFLOPS. Unas 350.000 veces venos que Tianhe2.
Cuales son las características del software y el hardware en esta computadora?
@Santiago Villegas
¡Hola Santiago!
Dar detalles va mucho más allá de lo que podría ir en esta respuesta. En cuanto al hardware lo fundamental son los procesadores xeon, los coprocesadores xeon phi y la red TH Express-2 que se mencionan. En cuanto al software el sistema operativo kylin. Seguro que puedes encontrar información más detallada en internet sobre ellos. Los programas que los científicos ejecutan para hacer sus simulaciones será de simulación de fluidos, simulación molecular, genética, etc. El abanico es muy amplio y no suele publicarse exactamente cuales se usan pues no es una información que suela interesar.
Un saludo,
Edu.
@Santiago Villegas
¡Hola de nuevo!
Por cierto, hemos publicado dos posts similares a este pero con alguna modificación dado que esta lista se renueva cada 6 meses y con detalles sobre ese momento:
– Diciembre de 2014:
http://www.ehu.eus/ehusfera/hpc/2014/12/18/tianhe-2-todavia-el-ordenador-mas-potente-del-mundo/
– Agosto de 2015:
http://www.ehu.eus/ehusfera/hpc/2015/08/19/tianhe-2-continua-como-el-ordenador-mas-potente-del-mundo/
Un saludo,
Edu.