Cinco tendencias en supercomputadores del futuro

A medida que nuestros dispositivos se conectan más a Internet, y gradualmente nos alejamos del paradigma informático personal, los supercomputadores parecen menos y menos engorrosos y locos dispositivos con miles de cajas de refrigeración y una pila ordenada de procesadores. Pero sistemas paralelos gigantes que parecen estos supercomputadores más antiguos todavía están siendo desarrollados.

La mayoría de nosotros sabemos cuál es la Ley de Moore, que básicamente declara que el poder de los chips de ordenador se duplica cada año y medio a dos. Esto no es sólo cierto de nuestros ordenadores y teléfonos inteligentes. Todos nuestros dispositivos electrónicos están en un camino de mejora: las velocidades de procesamiento están aumentando, la sensibilidad del sensor, la memoria e incluso los píxeles de pantalla o cámara están mejorando. Los chips pueden mejorar y reducir a límites inimaginables hasta que los efectos cuánticos comiencen a disonar. Algunos expertos creen que dentro de los próximos 50 años, la ley de Moore limitará y reducirá el desarrollo de chips informáticos. No es ninguna sorpresa que algunos de los fabricantes de chips más grandes del mundo estén empezando a buscar alternativas.

Nuestros teléfonos y tabletas pueden sorprendernos con doble poder cada dos años, pero detrás de las escenas hay cosas que demandan más – la nube, los supercomputadores, los sistemas de computación más pequeños. Intentemos adivinar de qué manera los supercomputadores del futuro irán y cómo esto afectará el poder general de cálculo de nuestro planeta.

Exaflop and further



Miniaturizar componentes de chip es sólo la mitad de la batalla. En el otro lado de la moneda, los supercomputadores necesitan un montaje especial para mayor potencia. En 2008, IBM Roadrunner pasó el límite de un petaflop: una operación de cuatrimonio por segundo. (Flops significa “el número de operaciones de puntos flotantes por segundo”, y este es el estándar que utilizamos cuando hablamos de supercomputadores que se utilizan para cálculos científicos.)

En opinión científica, se mide petaflops en 1015 operaciones por segundo. La computadora exaflop, que aparecerá en 2019, según varias previsiones, tendrá un rendimiento de 1018, mil veces más que las computadoras petaflop que vemos hoy. En comparación, el más poderoso de los 500 supercomputadores más rápidos del mundo en 2014, Tianhe-1A, tiene un rendimiento de menos de 60 petaflops. Para 2030, los supercomputadores deben lograr zettaflops, o 1021 operaciones por segundo, y luego yottaflops, o 1024.

¿Qué significan estos números? Se espera que una simulación completa de un cerebro de computadora sea posible para 2025, y las computadoras de zettascale serán capaces de predecir con precisión todo el tiempo en el planeta en dos semanas.

Supercomputadoras verdes

Cualquier poder tiene su precio. Si el enfriador de su computadora alguna vez se ha descompuesto o se ha sentado con su computadora portátil en su regazo, usted sabe qué costes de energía: las computadoras se calientan mientras funcionan. De hecho, uno de los mayores desafíos para los desarrolladores de supercomputadora es encontrar una manera inteligente de instalar y utilizar máquinas poderosas sin chocar o dañar el planeta. Después de todo, una de las principales funciones de modelado meteorológico será gestionar las emisiones de monóxido de carbono, por lo que sería insensato añadir problemas a los científicos del clima para resolver estos problemas.

El ordenador funciona muy mal si se sobrecalienta. Cualquier sistema informático es tan útil como funciona en sus peores días, así que los chips calientes refrigerantes son de gran interés para los ingenieros. Más de la mitad de la energía utilizada por los supercomputadores va a enfriar. Y las preocupaciones ambientales ya son una preocupación importante a la luz de la mejora del rendimiento informático. Las soluciones verdes y la eficiencia energética han sido durante mucho tiempo la base de cada proyecto de supercomputadora.

Desde el enfriamiento con “aire libre” –es decir, los ingenieros están tratando de llevar aire exterior al sistema – a estructuras de hardware que aumentan la superficie del sistema, los científicos están tratando de ser lo más innovador posible para mejorar la eficiencia de los supercomputadores enfriadores. Una de las ideas más interesantes que están tratando de implementar es enfriar el sistema con un líquido que recogerá el calor a medida que fluye a través de las tuberías en el propio ordenador. Los proyectos que ocupan los 500 supercomputadores más poderosos lo toman muy en serio.

Abordar los problemas de ecología y eficiencia no es sólo bueno para nuestro planeta, sino también necesario para el funcionamiento de las máquinas. Este puede no ser el elemento más interesante de nuestra lista, así que vamos a seguir adelante.

Cerebro artificial



Hablemos de lo que va a pasar entre 2025 y 2030, cuando los supercomputadores podrán mapear el cerebro humano. En 1996, un científico de la Universidad de Siracusa estimó que nuestros cerebros tienen memoria de 1 a 10 terabytes, un promedio de aproximadamente 3. Por supuesto, es extremadamente pertinente notar que nuestros cerebros no funcionan como computadoras. Pero en los próximos 20 años, las computadoras van a funcionar como nuestro cerebro.

Así como los supercomputadores son extremadamente útiles en la cartografía del genoma humano, la solución de problemas médicos, y más, modelos precisos del cerebro humano hará que sea mucho más fácil diagnosticar, tratar y comprender las complejidades del pensamiento humano y la emoción. Combinados con tecnología de imagen, los médicos podrán identificar áreas problemáticas, modelar diferentes formas de tratamiento e incluso llegar a las raíces de muchos de los problemas que nos han asolado desde el comienzo del tiempo. Los chips implanables y grafables y otras tecnologías ayudarán a monitorear e incluso cambiar el nivel de serotonina y otros neurotransmisores para mejorar el estado emocional y el estado emocional general, y el mal funcionamiento de ciertas partes del cerebro durante el trauma, por ejemplo, se puede erradicar.

Más allá de los avances en la medicina que los supercomputadores prometen, también hay la cuestión de la inteligencia artificial. Ya, las computadoras de rendimiento promedio pueden aprender algunas de las posibilidades de la inteligencia artificial, entre las cuales un sistema inteligente para seleccionar recomendaciones para libros y programas de televisión es el menor. Imagínese un médico en línea que puede reemplazar a un médico real e incluso un consorcio entero de los mejores médicos del mundo.

Sistemas meteorológicos y modelos complejos



Para 2030, los supercomputadores de zettaflop podrán simular con precisión todo el sistema meteorológico de la Tierra en dos semanas. Nos referimos a un modelo 100 por ciento preciso de todo nuestro planeta y ecología, con predicciones locales y globales disponibles en el clic de un botón. Aparte de los beneficios obvios de predecir desastres naturales, por ejemplo, imagina que tus vacaciones o bodas no están estropeadas por el clima, ya que lo sabrás semanas con antelación.

El clima de la Tierra es un sistema tan complejo que a menudo se discute en relación con la teoría del caos, la complejidad de la cual algunos de nosotros ni siquiera podemos imaginar. La cuestión de si una aleta de mariposa en Brasil podría causar un tornado en Texas dejará de existir. En resumen, es difícil imaginar un sistema más complejo que el clima de nuestro planeta.

La producción y la agricultura de alimentos, el impacto del clima en otros proyectos científicos a gran escala (expediciones polares o lanzamientos de naves espaciales), la predicción de desastres naturales son sólo algunas de las opciones de ahorro de vidas que nos ofrecerá el poder computacional.

Y por supuesto, el sistema meteorológico es sólo la punta del iceberg. Si usted puede imaginar el tiempo perfectamente, usted puede tan fácilmente recrear cualquier sistema complejo y grande.

Imitation of peace



La mayoría de nosotros estamos familiarizados con los juegos en línea y podemos recordar cuando simuladores de vida como Second Life o The Sims estaban en vogue. La realidad virtual siempre ha sido un tema favorito de la ciencia ficción. Pero si lo multiplicas por el poder de supercomputadores, juegos y entornos virtuales puede llegar a ser más que simplemente entretenimiento.

Aunque diseñar la Matriz será ciertamente impresionante, cambiar nuestros cambios culturales y sociales cotidianos para observarlos y predecirlos puede ser extremadamente beneficioso para nuestra sociedad inestable. Imagínese simplificar la planificación urbana, construir nuevos barrios y distribución desigual de alimentos y recursos.

Los supercomputadores no adivinarán en los cafés: obtendrán información de todas las fuentes posibles, desde los últimos tweets en la parte superior hasta utilizar la red eléctrica por el momento, y crearán modelos que ayuden a regular no sólo los factores actuales, sino también los planes futuros. La escasez de gas, electricidad, agua, el uso sistemático de estos recursos y la provisión de energía para eventos a gran escala como los Juegos Olímpicos dejarán de preocupar a la gente.

Con internet inalámbrico tomando países y el mundo, un modelo de calidad de nuestro mundo no será un día diferente del mundo en el que vivimos. Sólo ahora estamos empezando a traer a la vida todas estas posibilidades que no estarían disponibles sin supercomputadores.

Fuente: hi-news.ru