La instalación de Titán, la súper-computadora más rápida del mundo en el ámbito de la ciencia abierta, se concluyó este mes en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Tennessee, y con ello se abren nuevas oportunidades para la investigación de algunos de los problemas científicos más complejos.
Titán puede alcanzar una velocidad máxima de cálculo de más de 20 petaflops (20.000 billones de operaciones en coma flotante por segundo), de la cual aproximadamente el 90 por ciento se debe a las 18.688 GPU NVIDIA Tesla K20, basadas en la arquitectura Kepler de NVIDIA (la arquitectura de cómputo más rápida y eficiente jamás creada).
Los investigadores utilizan súper-computadoras cada vez más veloces para acelerar el ritmo de los descubrimientos y la innovación en una amplia variedad de disciplinas científicas que abarcan desde el desarrollo de motores más potentes y eficientes o baterías más ligeras, hasta el estudio del cambio climático y la búsqueda de remedios para las enfermedades. Titán es un hito importante en el camino hacia el cálculo a exaescala, que tiene como objetivo crear súper-computadoras con capacidades de 1000 petaflops.
El Laboratorio Nacional de Oak Ridge, parte de la red de laboratorios de investigación del Departamento de Energía de EE.UU., gestiona Titán como un sistema de ciencia abierta. Esto significa que está disponible para investigadores de las universidades, laboratorios del gobierno y numerosas industrias que utilizan la súper-computadora para modelar fenómenos físicos y biológicos, y para conseguir nuevos descubrimientos más rápido de lo que sería posible sólo a través de la experimentación.
Gracias a la eficiencia energética y el excelente costo de las GPU Tesla K20, Titán supera en más de 10 veces la velocidad y en cinco veces la eficiencia energética de su predecesor, el sistema Jaguar, que proporcionaba una capacidad de 2,3 petaflops en el mismo espacio físico. Si Oak Ridge hubiese actualizado Jaguar simplemente ampliando su arquitectura de CPU, el sistema ocuparía más de cuatro veces su tamaño actual y consumiría más de 30 megavatios de potencia.
Según Steve Scott, Director de Tecnología del área de cálculo acelerado en la GPU de NVIDIA, “Basar Titán en las GPU Tesla permite a Oak Ridge ejecutar aplicaciones extraordinariamente complejas a una velocidad adecuada y confirma la validez del cálculo acelerado para resolver los problemas científicos más complicados. Sencillamente no se pueden conseguir esos niveles de rendimiento, eficiencia energética y reducción de costes con las arquitecturas convencionales basadas en la CPU. La aceleración del cálculo es la fórmula más eficaz y realista de conseguir niveles de rendimiento a exaescala en el plazo de una década”.
El desarrollo de Titán se inició hace tres años con la decisión de Oak Ridge de actualizar Jaguar, el anterior sistema de ciencia abierta y antiguo número 1 en potencia de cálculo. La actualización incorpora la aceleración de las GPU Tesla K20, que sustituyen a los módulos de cálculo para convertir los 200 armarios del sistema en una super-computadora Cray XK7 con 710 terabytes de memoria.
“La ciencia y la tecnología siempre han sido nuestro principal objetivo y Titán es una herramienta revolucionaria que permitirá a los investigadores de todo el mundo aprovechar el cálculo acelerado en la GPU para hacer descubrimientos asombrosos. La aceleración de las nuevas GPU Tesla ofrecen el rendimiento y la eficiencia energética necesarias para que Titán pueda alcanzar niveles de rendimiento sin precedentes sin consumir la energía equivalente a una ciudad pequeña”, afirma Jeff Nichols, Director Asociado de Informática y Ciencias computacionales del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
GPU NVIDIA Tesla
Las GPU Tesla son aceleradores computacionales basados en el modelo de programación y la plataforma de procesamiento paralelo NVIDIA CUDA®. Están diseñadas para realizar tareas de alta computación, cálculo científico y supercomputación con gran eficiencia energética y ofrecen una aceleración muy superior a la de los sistemas basados exclusivamente en la CPU para una gran variedad de aplicaciones científicas y comerciales.
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