El superordenador Summit permitirá afrontar desafíos hasta ahora considerados imposibles

Summit, el nuevo superordenador de IBM con una capacidad de 200 petaflops (donde un petaflop es la capacidad de realizar mil billones de operaciones aritméticas por segundo) e impulsado por un sistema IBM Power9 y GPUs Nvidia Volta

En julio de 2015 el presidente norteamericano Barack Obama firmó una sorprendente orden ejecutiva: antes de 2025 la industria estadounidense debía poner a punto el superordenador más rápido del mundo. Pocos años más tarde esta ambiciosa meta acaba de ser alcanzada por Estados Unidos con la presentación del Summit.

El desafío era realmente gigantesco, Creating a National Strategic Computing Initiative (Creación de una iniciativa nacional y estratégica de computación), exigía unir en un solo equipo los esfuerzos de varios departamentos gubernamentales con años de investigación sobre esta materia. Para empezar, había que superar al Sunway TaihuLight  chino, superordenador con una capacidad de procesamiento de 33,86 pentaflops, el doble de Titán, la máquina estadounidense más rápida en aquellos momentos.

De modo que el grupo estadounidense debía acometer la formidable tarea de construir el primer sistema de cómputo a exaescala del mundo, un superordenador que pudiese realizar 1.000 pentaflops, un trillón de cálculos por segundo. Para esto se requería una velocidad de procesamiento 20 veces superior a la del ordenador más potente en aquellos momento, y mil millones de veces superior al de un ordenador personal.

IBM Summit superordenador impulsado por un sistema IBM Power9 y GPUs Nvidia Volta

El Departamento de Energía de los Estados Unidos a través del Laboratorio Nacional Oak Ridge (Tennessee), inició la construcción de Summit, el nuevo superordenador con una capacidad de 200 petaflops (donde un petaflop es la capacidad de realizar mil billones de operaciones aritméticas por segundo) y sería impulsado por un sistema IBM Power9 y GPUs Nvidia Volta (empresa multinacional especializada en el desarrollo de unidades de procesamiento gráfico y tecnologías de circuitos integrados para estaciones de trabajo, ordenadores personales y dispositivos móviles).

La arquitectura de este superordenador combina las capacidades de la computación de la Inteligencia Artificial con otras más convencionales. Esto implica que puede utilizarse para desarrollar modelos científicos, así como para realizar simulaciones mientras lleva a cabo cargas de trabajo de machine learning, por ejemplo. Como resultado, Summit puede resultar de gran ayuda como apoyo a la investigación científica a gran escala, revolucionando campos tan variados como la biología molecular o la predicción meteorológica.

Al igual que otros superordenadores, Summit está abierto, al menos en teoría, para que cualquier investigador con una propuesta lo bastante relevante para el Departamento de Energía de Estados Unidos pueda utilizarlo. Pero en realidad, ya está comprometido a corto y medio plazo.

Summit, el superordenador de IBM con una capacidad de 200 petaflops (donde un petaflop es la capacidad de realizar mil billones de operaciones aritméticas por segundo) e impulsado por un sistema IBM Power9 y GPUs Nvidia VoltaEn efecto, en principio, el superordenador se utilizará para crear modelos científicos y simulaciones basadas en inteligencia artificial y aprendizaje automático, que puedan acelerar descubrimiento en áreas como la salud, la energía, el desarrollo de materiales y la astrofísica.  Estas son algunas de las áreas en las que Summit puede producir avances con su poderoso cerebro.

Richard Kenway, profesor de física matemática y subdirector de computación de alto rendimiento de la Universidad de Edimburgo manifestó a la BBC que el plan de EE.UU. da «en el clavo» en términos de estrategia.  «Da en el clavo al unir la ambición de desarrollar un nuevo hardware al de mejorar el Big Data (los sistemas informáticos basados en la acumulación a gran escala de datos y de los procedimientos usados para identificar patrones recurrentes dentro de esos datos)«.

Y al igual que los expertos del proyecto Precision Medicine de la Casa Blanca (Medicina de Precisión), Kenway insistió que el superordenador podría ayudar a diseñar fármacos a la medida de cada paciente.  “Hoy las medicinas se diseñan para el humano promedio y funcionan bien para algunas personas, pero no para todas», dijo. «El verdadero reto es diseñar fármacos para cada individuo, porque ya se puede conocer su genoma y su estilo de vida».

Respecto a los campos de actuación específicos, se actuará, al menos de momento, en:

  1. Astrofísica

Summit permitirá simular escenarios de explosiones de estrellas miles de veces más grandes de los que se recrean hasta ahora. Además, podrá rastrear 12 veces más elementos que los actuales proyectos.

Esto les brindará a los científicos más pistas relacionadas con la manera en que elementos pesados, incluyendo el hierro y el oro, se formaron en la tierra. Y no olvidemos que la conducción eficiente de energía es uno de los grandes retos de la humanidad. Summit también se va a utilizar en investigación sobre energía de fusión. En concreto, en el modelado de un reactor de fusión y su plasma confinado en su interior, como anticipación a su desarrollo físico.

  1. Materiales

La clave del desarrollo de nuevos materiales para producir, almacenar y transformar energía es entender cómo se comportan sus partículas subatómicas. Summit promete multiplicar por 10 la capacidad de simulación de esos comportamientos, lo cual acelerará el hallazgo de materiales que puedan conducir energía de manera más eficiente.

Summit el Superordenador de IBM puede ser de gran apoyo a la investigación científica a gran escala

  1. Medicina. Vigilancia del cáncer

Según aseguran desde Nvidia, entre los proyectos para los que se le va a utilizar figura uno relacionado con la investigación del cáncerConocido como CANcer Distributed Learning Environment (CANDLE), el Departamento de Energía y el Instituto Nacional del Cáncer llevan ya un tiempo trabajando en él. Su misión es el desarrollo de herramientas que puedan extraer, analizar y clasificar automáticamente datos sanitarios que intenten desvelar relaciones ocultas hasta ahora entre distintos factores que causan enfermedades, como los genes, los marcadores biológicos y el entorno.

Dado que médicos y científicos utilizan herramientas automatizadas para extraer, analizar y clasificar información que les permita identificar los factores relacionados con el cáncer, como los genes, rasgos biológicos y el ambiente, Summit ayudará a cruzar esa información con reportes e imágenes diagnósticas para obtener un panorama más completo de la población que padece cáncer, con un nivel de detalle que normalmente solo se obtiene de pacientes que son parte de pruebas clínicas.

Los investigadores de Precision Medicine aseguran que con su velocidad de procesamiento podría ayudar a crear medicamentos personalizadosMientras, el Human Brain Project, iniciativa de la Comisión Europea para investigar el cerebro humano, considera que permitiría desentrañar los secretos de ese campo.

  1. Biología

Summit utilizará inteligencia artificial para analizar bases de datos que contienen información genética y biomédica.  La idea es que sus cálculos permitan a  investigadores identificar patrones de comportamiento de los sistemas celulares de los humanos.

Y por supuesto, para combatir distintas enfermedades y adicciones. En este campo, los investigadores utilizarán la Inteligencia Artificial de Summit para identificar patrones en el funcionamiento y evolución de las proteínas humanas y los sistemas celulares. Estos patrones pueden ayudar a comprender mejor enfermedades cardiacas, el Alzheimer o las adicciones, es decir, comprender los factores genéticos que llevan a la adicción a los opioides.

DATOS PARA UN INFORME
*  El superordenador está compuesto de hileras de servidores del tamaño de una nevera, que juntos pesan más de 340 toneladas. Ocupa un área de 520 metros cuadrados, lo que equivale a dos pistas de tenis y está conectada con casi 300 kilómetros de cables.

*   Summit puede hacer 200 cuatrillones de cálculos en un segundo. Si una persona es capaz de hacer un cálculo por segundo, le tomaría 6.300 millones de años calcular lo que este equipo logra en un parpadeo.*   Si los 7.400 millones de habitantes de la Tierra hiciéramos un cálculo por segundo, nos tomaría 305 días realizar una operación que para Summit es instantánea.

*   El sistema de archivo de Summit puede almacenar 250 petabytes de datos, lo que equivale a 74 millones de años de video de alta definición.

*   Su potencia es el doble que la de Sunway TaihuLight, el superordenador chino que hasta ahora era el más potente del mundo.

*   Summit cada minuto se «traga» más de 4.000 galones de agua para su sistema de refrigeración.

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