Computación a exaescala

¿Qué es la computación a exaescala?

La computación a exaescala constituye un nuevo nivel de supercomputación capaz de cálculos de coma flotante de al menos un exaflop por segundo para apoyar las cargas de trabajo expansivas de los modelos convergentes, la simulación, la inteligencia artificial y los análisis.

¿Cuáles son las ventajas de la computación a exaescala?

Las ventajas principales de la computación a exaescala se basan en la capacidad de resolver problemas increíblemente complejos.

Descubrimientos científicos: en el sector de la tecnología científica se producen cambios constantemente. Con los desarrollos, las validaciones y los estudios que contribuyen al progreso continuo de los descubrimientos científicos, la supercomputación se ha convertido en una necesidad acuciante. La computación a exaescala cuenta con la potencia necesaria para resolver el origen de los elementos químicos, controlar productos químicos y materiales inestables, validar las leyes de la naturaleza y sondear la física de partículas. El estudio y análisis de estos temas ha llevado a descubrimientos científicos que resultarían inalcanzables sin la capacidad de la supercomputación.

Seguridad: existe una gran demanda de supercomputación en el sector de la seguridad. La computación a exaescala nos ayuda a resistir ante las amenazas físicas y cibernéticas a nuestra seguridad nacional, energética y económica, todo ello al tiempo que facilita la promoción del crecimiento y la eficacia de la producción de alimentos, una planificación urbana sostenible y la previsión para la recuperación ante desastres naturales.

  • La seguridad nacional se beneficia de la capacidad de la computación a exaescala de brindar respuestas inteligentes a las amenazas y de analizar los entornos hostiles. Este nivel de computación se realiza a velocidades prácticamente incomprensibles para contrarrestar los innumerables riesgos y amenazas a la seguridad de la nación.
  • La seguridad de la energía resulta alcanzable mediante la computación a exaescala, puesto que no solo se beneficia del diseño de tecnologías de bajas emisiones, sino que también promueve el análisis de cosechas resistentes. Asegurar en cada vez mayor medida unos recursos sostenibles de alimentos y energía supone un elemento crucial de los esfuerzos en seguridad nacional de la nación.
  • La computación a exaescala apoya la seguridad económica en varios frentes. Permite una evaluación de riesgos precisa de los desastres naturales, como la predicción de actividad sísmica y la preparación de soluciones proactivas. La planificación urbana también se beneficia de la supercomputación, al contribuir a los planes de uso y construcción eficiente de redes de alimentación y eléctricas.

 

Sector sanitario: el sector médico se beneficia en gran medida de la computación a exaescala, especialmente en el campo de la investigación contra el cáncer. Los modelos predictivos para las reacciones ante fármacos y la capacidad de automatización inteligente han revolucionado y acelerado los procesos críticos en la investigación contra el cáncer.

Soluciones, productos o servicios relacionados de HPE

¿Por qué resulta importante la computación a exaescala?

Debemos lograr avances en las ciencias aplicadas para mejorar la toma de decisiones y ampliar nuestra comprensión del universo. La computación a exaescala, también conocida como supercomputación a exaescala, resulta necesaria para acelerar esta comprensión. Los científicos e ingenieros pueden aplicar el análisis de datos basado en supercomputación a exaescala para forzar los límites de nuestro conocimiento actual y promover innovaciones revolucionarias en las ciencias y la tecnología.

A medida que aumenta el predominio de la computación a exaescala en todo el mundo, existe una demanda creciente de ampliar y mejorar las capacidades de la supercomputación con el fin de mantener el liderazgo global en los sectores de la ciencia y la tecnología. Con la inclusión de la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, los modelos y la simulación, los computadores a exaescala resultan ahora exponencialmente más potentes que nunca.

La computación a exaescala está impulsando un rápido avance de las arquitecturas tecnológicas y científicas de nuestras sociedades. La pura potencia de estas máquinas exige un uso responsable: las sociedades de todo el mundo se encuentran experimentando cambios dinámicos en sus estructuras morales y expectativas de sostenibilidad. Con la computación a exaescala, empezamos a descubrir soluciones a problemas que anteriormente se creían imposibles. 

¿Cómo funciona la computación a exaescala?

Los sistemas de computación a exaescala analizan y resuelven 1 000 000 000 000 000 000 de operaciones de coma flotante por segundo (FLOPS), simulando métodos e interacciones de las fuerzas fundamentales del universo.

Estos supercomputers se han creado desde cero para manejar las demandas masivas de las cargas de trabajo de análisis, simulación, inteligencia artificial y modelos convergentes masivas de la actualidad. Los supercomputers a exaescala ofrecen un rendimiento fiable al admitir una combinación de CPU y GPU, incluso de distintas generaciones, nodos multizócalo y otros dispositivos de procesamiento en una infraestructura integrada singular.

Puesto que las cargas de trabajo evolucionan rápidamente, la arquitectura de computación resulta crítica para apoyar las necesidades de tu organización. Los supercomputers son modulares, con diversas opciones de procesamiento de silicio y una sola infraestructura de gestión y desarrollo de las aplicaciones.

Necesitamos computadores capaces de responder a las preguntas de investigación más complejas del mundo. Los computadores a exaescala cuentan con la capacidad de resolver estas preguntas gracias al movimiento rápido de datos entre procesadores y almacenamiento, sin ralentizaciones, a pesar de la cantidad masiva de hardware y componentes que se emplea para construirlos.

Computación a exaescala vs. computación cuántica

Computación a exaescala

La computación a exaescala constituye un tipo de supercomputación ultrapotente, con sistemas que realizan miles de millones de cálculos por segundo utilizando una infraestructura de varias CPU y GPU para procesar y analizar datos. Este tipo de computación se encuentra operado por sistemas digitales, junto con el hardware más potente del mundo. 

Computación cuántica

La computación cuántica no recae en ningún método de computación convencional, puesto que los sistemas cuánticos utilizan códigos binarios que están activos simultáneamente. Este proceso se basa en permitir que ocurra simultáneamente la superposición y el enmarañamiento de código, lo que permite analizar y resolver problemas gracias a las leyes de la teoría cuántica en física. 

En la actualidad, la computación a exaescala es capaz de procesar y resolver problemas, informando de y entregando desarrollos tecnológicos a una velocidad muy superior a la de la computación cuántica. No obstante, la computación cuántica se encuentra en una trayectoria en la que terminará por superar ampliamente la capacidad de la computación a exaescala. Asimismo, la computación cuántica requiere un consumo de energía mucho menor que los supercomputers a exaescala para alimentar cargas de trabajo similares.

¿Qué es un computador a exaescala?

Un computador a exaescala constituye un sistema informático masivo, alojado en armarios dentro de almacenes o edificios dedicados a la investigación. Estos equipos suelen pertenecer a los gobiernos, aunque también pueden encontrarse en manos de grandes conglomerados. En esencia, la construcción de un supercomputer a exaescala supone un coste tan increíblemente elevado que los científicos e investigadores suelen emplear becas para alquilarlos.

Los sistemas informáticos capaces de computación a exaescala suelen generar un enorme calor debido al nivel de procesamiento que se produce. Deben contar con dispositivos de refrigeración especiales en sus sistemas o racks, o alojarse en climas extremadamente fríos, para mantener la máxima funcionalidad. Existen equipos digitales con la máxima capacidad y el hardware más potente, lo que los diferencia de otros supercomputers o computadores cuánticos.

Los computadores a exaescala simulan las leyes fundamentales de la física, como las interacciones granulares entre átomos, para ampliar nuestro conocimiento del universo y todo lo que se encuentra en él. Diversos sectores emplean esta funcionalidad para comprender mejor, predecir y diseñar el futuro del mundo. Por ejemplo, cuando los investigadores de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) intentan mejorar sus predicciones meteorológicas, examinan cada posible interacción de lluvia, viento, nubes y otros fenómenos atmosféricos para establecer las implicaciones de cada elemento hasta el nivel atómico.

Estos cálculos se realizan mediante ecuaciones matemáticas para cada interacción entre cada una de las fuerzas de un entorno determinado, en un momento concreto, hasta alcanzar el milisegundo. Estas sencillas interacciones forman rápidamente billones de combinaciones, que se calculan y analizan con billones de ecuaciones matemáticas compiladas. Solo un computador a exaescala es capaz de calcular a esta velocidad. Los cálculos forman una imagen o una simulación del aspecto que presenta cada interacción, y que puede estudiarse para progresar en nuestra comprensión del universo. Los supercomputers a exaescala construyen literalmente nuestro conocimiento y nos ayudan a abordar los desafíos del futuro.

HPE y la computación a exaescala

Los supercomputers HPE Cray EX ofrecen funcionalidades revolucionarias para preguntas revolucionarias y marcan la pauta para la nueva era de la ciencia, los descubrimientos y los logros. Se construyen sin piezas móviles y con refrigeración líquida directa (DLC) para fomentar la máxima sostenibilidad, al tiempo que mantienen el mayor nivel de funcionalidad para admitir las cargas de trabajo de mayor volumen y complejidad. Gracias a la capacidad para combinar distintas generaciones de CPU y GPU, la infraestructura resulta ampliable a medida que aparecen nuevos desarrollos y actualizaciones con avances tecnológicos en entornos de computación.

HPE ofrece también el supercomputer HPE Cray, con una configuración estándar de rack de 19 pulgadas en un servidor de computación 2U. Proporciona la opción de implementar un sistema más pequeño al tiempo que brinda el mismo conjunto de características que los sistemas HPE Cray EX. Este sistema resulta ideal para empresas que se encuentren dando pasos evolutivos hacia la supercomputación en sus infraestructuras de datos, con funcionalidades de expansión para futuras necesidades de ampliación del rendimiento.

Para abordar las necesidades de las organizaciones con problemas acuciantes, los supercomputers HPE Cray emplean los procesadores líderes del mundo: se utilizan CPU AMD EPYC™ y GPU AMD Instinct™ en colaboración para gestionar los conjuntos de datos de mayor tamaño con la máxima velocidad y el mejor rendimiento. Y con HPE Slingshot, tu organización puede tender puentes entre la supercomputación, la nube y los centros de datos para construir el mejor entorno de supercomputación.