El gigante japonés Fujitsu y RIKEN, el instituto de investigación más grande del país del Sol naciente, han empezado una serie de pruebas con los prototipos de CPUs para la siguiente generación de súper computadoras que, a decir de la propia empresa, los regresaría al liderato en los ranking globales en el mundo del súper cómputo.
La siguiente generación en el súper cómputo, bautizado como “la computadora Post-K”, está siguiendo dos desarrollos de colaboración de las máquinas de 8 petaflops, que comenzaron sus operaciones en el 2012 para RIKEN y en donde desde entonces se ha llegado a actualizarlas hasta 11 petaflops en la velocidad de proceso.
Con la intención ahora de “crear la súper computadora de más alto rendimiento” con “cien veces más poder de desempeño de la computadora K”, declaró Fujitsu en un comunicado de prensa en junio de este año. El plan es instalar la máquina creada en una empresa afiliada al gobierno y RIKEN, para el año 2021, aproximadamente.
Si los socios que trabajan en este proyecto logran las velocidades de ejecución planteadas, esto podría colocar la máquina K en el territorio de las exaescalas, en donde los exaflops serían la medida y esto implica mil millones de mil millones de operaciones de punto flotante en un segundo.
Para poder lograr esto, se ha reemplazado el procesador SPARC64 VIIIfx, que funciona originalmente en la computadora K con un ARM8A-SVE (Scalable Vector Extension), con una arquitectura de 512 bits que ha sido mejorada para el uso del súper cómputo y en donde Fujitsu y RIKEN tienen puestos sus esfuerzos de desarrollo.
El nuevo diseño corre en CPUs con 48 núcleos con dos núcleos que asistan para los nodos computacionales y con 48 núcleos más 4 núcleos asistentes para los nodos computacionales de entrada y salida. El sistema usa 1 CPU por nodo y 384 nodos para hacer un rack.
Por razones estratégicas, Fujitsu y RIKEN no revelarán cuántos nodos están pensando poner en la Post-K. Sin embargo, Satoshi Matsuoka, director del centro RIKEN para las ciencias computacionales en Kobe, dijo: “Será el sistema ARM más grande en el mundo y de hecho, probablemente la súper computadora más grande del mundo”. Para la conexión del sistema, Fujitsu empleará la topología Tofu 6D Mesh/Torus, la cual se creó originalmente para la computadora K.
Es claro que más allá de la adopción de un nuevo procesador y de otras tecnologías que son claves en este tema, la memoria se incrementará un orden de magnitud y el ancho de banda de la red ya se incrementará de acuerdo con ello de manera significativa.
Pero si esto fuese poco, Fujitsu ha mejorado el desempeño de la aritmética de doble precisión que se encuentra en la computadora K. También han diseñado una aritmética de media precisión en punto flotante, que reduce la carga de memoria en aplicaciones que usan Inteligencia Artificial, donde una menor precisión aritmética es aceptable, de acuerdo a las palabras de Koji Uchikawa, de Fujitsu.
Fujitsu está trabajando en conjunto con ARM para el conjunto de instrucciones de esta nueva arquitectura en donde se busca tener más instrucciones para la extensión vectorial escalar que se ha diseñado.
Pero además, Fujitsu ha desarrollado su propia microarquitectura para el chip pues esto impacta directamente en el desempeño del procesador. Fujitsu cree que esto será un factor que diferencie los nuevos sistemas a su favor en el futuro. Con respecto a la energía que requieren estas computadoras, Fujitsu dice que la nueva máquina tendría un consumo de 30 a 40 megawatts comparado con los 12.7 megawatts de la computadora K.
Pero la gente de este proyecto en Fujitsu parece haber pensado en todo, pues “dará desempeño compatible con la computadora K en las aplicaciones actuales, las cuales se podrán migrar después de recompilarse”, dijo Uchikawa.
El ser la computadora más poderosa del planeta es algo más que un juego tecnológico. Por primera vez en seis años, los Estados Unidos han recuperado el primer lugar gracias a la computadora Summit, en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Summit puede procesar 122.3 petaflops, que supera a la mejor máquina de China, la Sunway, con un desempeño de 93 petaflops. Así pues, cuando la Post-K llegue por el 2021, se encontrará con una serie de competidores por la primera posición.
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