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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Superordenadores y redes de interconexión. Hablamos con Francisco Quiles.

Supercomputadoras - Hablando con Científicos podcast - CienciaEs.com

Los avances de la ciencia nos han abierto puertas insospechadas en el conocimiento de los fenómenos que suceden en la naturaleza, no obstante, muchos de ellos son tan complejos y difíciles que resulta imposible seguir avanzando sin la ayuda de los superordenadores.

Un superordenador, o supercomputador, es una máquina de cálculo capaz de realizar, en el mejor de los casos, decenas de miles de billones de operaciones por segundo (petaflops). Tan extraordinaria capacidad es necesaria para afrontar un buen número de tareas relacionadas con distintas parcelas del conocimiento, como la predicción del tiempo atmosférico, la evolución del clima, la física de partículas, la criptografía o la astrofísica, por poner algunos ejemplos.

Un supercomputador es mucho más que un ordenador corriente, estos contienen en su interior uno o dos microprocesadores, mientras que un superordenador puede contener millones de ellos. Según la lista de los Top 500, en la que se encuentran los 500 computadores más rápidos del mundo, el primer lugar lo ocupa Sunway TaihuLight, que se encuentra en el Centro Nacional de Supercomputación de China. Contiene nada menos que 10.649.600 microprocesadores con una capacidad total de 93 petaflops (93 × 10^15 operaciones por segundo) y un consumo de 15 MW.

Lógicamente no basta con reunir muchos procesadores para realizar una tarea con éxito, el reto es hacerlos funcionar de forma coordinada, de manera que sean capaces de llevar a cabo el trabajo en común, en el menor tiempo posible y con un consumo de energía aceptable. Para lograrlo, los supercomputadores se componen de muchos nodos de computación y de almacenamiento interconectados por medio de una red de interconexión. Nuestro invitado, Francisco Quiles Flor, catedrático de Arquitectura y Tecnología de computadoras en la Universidad de Castilla la Mancha, investiga las redes de interconexión y, para hacerlas comprensibles, nos invita a pensar la red nacional de carreteras y los coches que circulan por ellas. Lo mismo que las redes viales deben ser diseñadas de forma óptima para administrar recursos, favorecer el desplazamiento con rapidez, evitar la formación de atascos y ofrecer caminos alternativos cuando la circulación se interrumpe por cualquier causa, los diseñadores de las redes de interconexión de los superordenadores, deben definir la arquitectura de la red de manera que se utilice el menor número de elementos posible, a un costo y con un consumo razonables, deben garantizar que la comunicación entre los distintos elementos del superordenador sea fluida y resistente a fallos. Por esa razón, en la última década, se han propuesto nuevas topologías de red que llevan nombres como Dragonfly o Slim Fly que presentan una alternativa a las tradicionales y la investigación en este campo está entre las más candentes de las ciencias de la computación.

Os invito a escuchar a Francisco Quiles Flor, catedrático de Arquitectura y Tecnología de Computadores y jefe del Departamento de Sistemas Informáticos en la Universidad de Castilla-La Mancha.


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