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Desarrollo de un nuevo sistema para explotar plenamente el potencial de los superordenadores

Una iniciativa de la Unión Europea ha diseñado y desarrollado una plataforma informática basada en una nueva tecnología de memoria que ayudará a mejorar el rendimiento de entrada/salida (E/S) de los sistemas de computación de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés).

Economía digital

Gracias a su capacidad para aplicar con gran precisión la predictibilidad basada en simulaciones, los sistemas HPC se utilizan cada vez más en distintas aplicaciones, que abarcan casi todos los sectores e industrias. La HPC, en la que se concentran miles de procesadores que trabajan en paralelo para analizar miles de millones de datos al instante, no está exenta de desafíos. Las exigencias más complejas de la modelización y simulación científicas ponen de relieve la necesidad de contar con unos sistemas HPC más rápidos, los cuales actualmente pueden llevar a cabo más de cien mil billones de operaciones de punto flotante por segundo (flops, por sus siglas en inglés). El siguiente paso es la computación a exaescala, que podría lograr como mínimo un exaflops, o un trillón de operaciones por segundo; un nivel que se prevé que se alcanzará en 2021. La tecnología exaescala permitirá elaborar modelos y simulaciones mucho más precisos, detallados y a mayor escala que los de los sistemas actuales, pero existen varios problemas. Uno de los principales es el cuello de botella de E/S, en el que un sistema no presenta un rendimiento de E/S suficientemente rápido, y es precisamente esta cuestión la que abordó el proyecto NEXTGenIO, financiado con fondos europeos. En el sitio web del proyecto se indica lo siguiente: «Los sistemas actuales son capaces de procesar rápidamente los datos, pero las velocidades están limitadas por la velocidad a la que el sistema es capaz de leer y escribir los datos. Esto representa una pérdida considerable de tiempo y energía en el sistema. Poder ampliar y, en última instancia, eliminar este cuello de botella incrementaría de manera extraordinaria el rendimiento y la eficiencia de los sistemas HPC». NEXTGenIO diseñó y creó un prototipo de plataforma de «hardware» para conseguir un aumento enorme de las capacidades de E/S en supercomputación empleando una nueva tecnología de memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM, por sus siglas en inglés). La tecnología NVRAM puede recuperar los datos almacenados incluso después de un corte de corriente. Además del «hardware», el proyecto también desarrolló una pila de «software» utilizada en el prototipo. El nuevo sistema es revolucionario debido a su capacidad de acortar la brecha entre la memoria y el almacenamiento. La doctora Michèle Weiland del EPCC, el centro de supercomputación de la Universidad de Edimburgo, entidad coordinadora del proyecto NEXTGenIO, resume los objetivos del proyecto en una entrevista a «Primeur Magazine»: «Los objetivos del proyecto eran eliminar en la mayor medida posible el cuello de botella de E/S de las simulaciones de HPC y no solo de las simulaciones de HPC tradicionales, sino también de los futuros tipos de aplicaciones de analítica de datos con gran volumen de datos. El objetivo era tratar de utilizar esta nueva tecnología de memoria para eliminar la brecha de rendimiento existente entre la DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio) y los avances en potencia y poner una capa entre los dos».

En marcha

La doctora Weiland añade que el sistema desarrollado por el proyecto NEXTGenIO (Next Generation I/O for Exascale) seguirá funcionando durante tres años. En la misma entrevista, Adrian Jackson del EPCC comenta: «Ahora disponemos de un sistema útil, estable y bueno, y tenemos dos o tres años para hacer un buen uso de él. Supondrá mucho trabajo elegir las aplicaciones, optimizarlas, prever cómo las utilizarán los usuarios y cómo interactuará la industria». Una noticia publicada en «HPCwire» subraya varios casos de uso de la HPC para el proyecto. Uno de ellos es el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio (CEPMPM), socio del proyecto. «Empleando la plataforma NEXTGenIO, el CEPMPM demostró la capacidad de exportar los datos a la nueva clase de memoria y de aumentar considerablemente el rendimiento». Para obtener más información, consulte: Página web del proyecto NEXTGenIO

Países

Reino Unido

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