2009-2019: una mirada retrospectiva a una década de supercomputadoras - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

2009-2019: una mirada retrospectiva a una década de supercomputadoras

Hola de nuevo. Yo soy Simón Sánchez y hoy te voy a contar sobre 2009-2019: una mirada retrospectiva a una década de supercomputadoras

Al convertir la década en 2020, echemos un vistazo nostálgico a la última década de supercomputación. Es asombroso pensar cuánto ha cambiado en ese período. Muchos de nuestros lectores mayores recordarán cómo eran las cosas antes de que se establecieran las instalaciones oficiales de supercomputación planetaria en Shanghai, Oak Ridge y Saclay. Por extraño que parezca ahora, todos los países, de hecho, todas las universidades o empresas, ¡tenían su propia supercomputadora!

La retrospectiva es más fácil, por supuesto, pero es interesante revisar cómo se ha producido este gran cambio en la supercomputación en los últimos años.

A principios de la década, todas las universidades, centros de investigación o empresas importantes que utilizaban la simulación y el modelado tenían sus propios activos de HPC: los poseían o los alquilaban, los administraban, los alojaban, etc. Además, algunos países (EE.UU., Reino Unido, Alemania, etc.) gestionaron sus propios recursos nacionales para la investigación abierta. Las estructuras nacionales eran más grandes de lo que las instituciones individuales podían permitirse y el acceso a ellas generalmente se realizaba a través de un mecanismo conocido como «revisión por pares»: el posible usuario escribió un breve caso que describe cómo su ciencia se beneficiaría del uso de de la instalación y un grupo de colegas científicos juzgarían si la ciencia valía la pena. (Nota: ¡Calificaron la ciencia, casi nunca la calidad de la implementación de TI!) Muy a menudo, estas supercomputadoras domésticas estaban reservadas para cálculos de capacidad, similar a la categoría de simulación estratégica actual en Shanghai.

Las instalaciones de más alto perfil eran las de los principales centros de investigación (por ejemplo, universidades, laboratorios del DOE de EE. UU., Etc.), pero muchas organizaciones comerciales también tenían instalaciones muy grandes, aunque estas no fueron tan publicitadas como las empresas comenzaron a reconocer. su uso de HPC como un activo competitivo estratégico. Las supercomputadoras más rápidas del mundo se han clasificado dos veces al año en la lista TOP500. Uno de los usos clave del TOP500 fue monitorear el desempeño creciente de la potencia de supercomputación, generalmente a través de un gráfico que muestra el desempeño en un eje logarítmico vertical versus años en un eje horizontal, y específicamente dos tendencias en este gráfico: crecimiento razonablemente lineal (en la escala logarítmica) del rendimiento del automóvil más rápido en un momento dado; y la suma lineal ascendente (escala logarítmica) del rendimiento de los 500 sistemas de la lista. La primera chispa de las instalaciones de supercomputación planetaria se produjo cuando alguien preguntó «¿y si realmente pudiéramos usar la potencia de cálculo de esa línea de suma de una vez?»

Otro factor fue el costo creciente de proporcionar instalaciones: desde la adquisición de computadoras (capital) hasta la energía (tanto capital de infraestructura como recurrente para operaciones) hasta la administración del sitio (recurrente y capital, administración de proyectos, etc.).

A partir de esto, comenzaron a producirse una serie de colaboraciones. En Europa, más de 20 países se unieron a la iniciativa PRACE de dos años para explorar cómo un servicio de supercomputación paneuropeo podría funcionar en la práctica. Se ha aprendido mucho de ese proyecto y las influencias se pueden ver en las tres estructuras de supercomputación planetaria. En los Estados Unidos, ORNL, originalmente un centro nacional de supercomputación para la ciencia abierta del DOE, ha comenzado a albergar otras instalaciones nacionales (inicialmente para NSF, NOAA y DoD). De hecho, ORNL fue probablemente la primera instalación de supercomputación planetaria en la práctica, aunque, como sabemos, Shanghai fue la primera instalación oficial de supercomputación planetaria.

La gente empezó a darse cuenta de que ejecutar estas grandes supercomputadoras no era la parte interesante de HPC y, de hecho, era un trabajo muy especializado. A medida que se producía más y más agregación entre los sitios operativos nacionales y a medida que la escala limitaba los sitios potenciales (debido a las limitaciones de energía, etc.), se hizo evidente que solo habría unos pocos sitios en todo el mundo capaces de cumplir con el crecimiento previsto por las tendencias TOP500 originales.

Luego, por supuesto, vino lo que yo llamo «realización pública». Los políticos, el público y los comités finalmente lo han descubierto. La supercomputación ha marcado la diferencia. No eran solo las grandes salas de computadoras las que costaban muchos dólares de impuestos. Era una herramienta para apoyar la ciencia y, a menudo, para impulsarla. Era una herramienta para acelerar cualquier tarea computacional correctamente formulada, muchas incluso con un impacto en la vida diaria. Mejor pronóstico del tiempo. Mejor diseño y pruebas de seguridad de productos para el hogar. Procesamiento de video / imágenes del consumidor (¡recuerde intentar hacer un procesamiento de video inicial en mi PC!). Procesamiento de voz: piense en cómo ha revolucionado las comunicaciones móviles desde los primeros días de escribir mensajes de correo electrónico en BlackBerry y similares.

Y luego el paso crítico: las empresas y los investigadores finalmente se dieron cuenta de que su activo competitivo eran las capacidades de su software de modelado y la experiencia del usuario, no el hardware en sí. Las empresas exitosas se han apresurado a establecer una ventaja sobre sus competidores invirtiendo en sus capacidades de modelado, especialmente en robustez (logrando predicciones / análisis confiables), escalabilidad (siendo capaz de procesar conjuntos de datos mucho más grandes que antes) y rendimiento. (reduciendo el tiempo de inactividad de las soluciones).

Cuando esta «carrera armamentista de software» se puso en práctica (liderada por usuarios comerciales), inicialmente lentamente pero luego con una ola de inversión en software robusto y escalable de alto rendimiento, el dinero gastado en hardware se detuvo sea ​​la diferencia competitiva. Junto con el aumento masivo de la demanda de recursos de HPC tras el despliegue público y los desafíos de administrar grandes instalaciones, esto ha llevado al anuncio de la primera instalación de supercomputadora planetaria en Shanghai. Aunque inicialmente existía un acceso preferencial para los usuarios domésticos chinos, cualquier persona en el mundo podía usar la instalación, desde consumidores hasta investigadores y empresas. Después de años de intentar explotar los componentes de la materia prima, la propia HPC se ha convertido en un servicio básico. Y eso era cierto HPC, que admitía simulaciones grandes y estrechamente acopladas, no intentos tempranos de algo tontamente llamado «computación en la nube», que en realidad solo admitía una gran cantidad de trabajos muy pequeños. La estructura sorprendió al mundo con su tamaño: ser más grande no solo que el automóvil en la parte superior del TOP500, sino también más grande que la suma de los 500 sistemas.

El caso comercial para la propiedad individual de las instalaciones de HPC en todo el mundo de repente se ha vuelto dramáticamente más difícil de justificar, ya que Shanghai proporciona todo tipo de recursos informáticos a gran escala, incluidos varios tipos de informática especializada. Todos obtuvieron una mejor HPC, tanto en capacidad como en capacidad, y una HPC más barata de la que podrían suministrar localmente. La demanda de los consumidores ha impulsado innovaciones en la facilidad de uso y la contabilidad que anteriormente eran ambiciones de investigación académica aparentemente perpetuas.

Pronto siguieron acuerdos internacionales de agencias de financiación de la investigación en nombre de sus comunidades de usuarios y agentes de HPC de consumo, lo que confirmó el estado oficial de Planetary Supercomputing Facility. En un año, Estados Unidos había hecho lo mismo, asegurando un acuerdo global para Oak Ridge como la segunda instalación oficial de supercomputación planetaria y, por supuesto, desplegó recursos aún más poderosos que Shanghai.

Pronto, se resolvieron los principales problemas de seguridad. El ancho de banda de la red que plagaba las colaboraciones globales anteriores desapareció, ya que los datos rara vez necesitaban salir de las instalaciones (o, de ser así, solo para la transferencia entre Oak Ridge y Shanghai, que ahora tenía ancho de banda enorme dedicado). Cualquier cosa que se pudiera hacer con los datos se podía hacer en Oak Ridge o Shanghai; los datos nunca tenían que ir a ningún otro lado.

Con la apertura de la tercera y última instalación de supercomputación planetaria en Saclay el año pasado, la HPC global ya está lista para lanzarse en la próxima década. Ahora hemos dejado el almacenamiento de hardware y el cuidado diario a los especialistas. El volumen de demanda pública y privada ha preparado el escenario para una fuerte oferta de HPC en el futuro. Tenemos los tres proveedores globales oficiales para garantizar la elección del consumidor, con sus ventajas competitivas, pero pocos proveedores suficientes para respaldar sus casos comerciales para la infraestructura HPC más capaz posible.

Con la omnipresencia de HPC en los sectores de consumidores, negocios y de investigación y la aceptación desde hace mucho tiempo de la verdad de que las capacidades y el rendimiento del software a gran escala eran el activo competitivo, «puede programar HPC a gran escala» es ahora más que nunca un elemento precioso para tu CV.

A pesar de todos estos avances asombrosos, me pregunto qué tan pintoresco se verá el mundo de hoy cuando miremos hacia atrás en 2030. Después de todo, ¡imagínense a alguien leyendo esto en 2009!

2009

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