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HPC se vuelve integrado

Hola, ¿qué tal colega?. Soy Simón Sánchez y en esta ocasión vamos a hablar sobre HPC se vuelve integrado

La mayoría de la gente asocia la informática de alto rendimiento con esas grandes supercomputadoras de varios racks que suenan en los laboratorios nacionales. Pero si forma parte de la comunidad HPC, sabrá que la gran mayoría de los sistemas son mucho más pequeños: grupos de productos formados por un puñado de nodos, o quizás decenas o incluso cientos. Ahora, sin embargo, la tecnología HPC se está abriendo camino en sistemas aún más pequeños, especialmente dispositivos y dispositivos integrados.

UN artículo escrito por Pete Decher de Mentor Graphics que apareció esta semana en el EE Times describe la tendencia, señalando que «con la introducción de procesadores embebidos más compactos y potentes, los sistemas embebidos se están volviendo compatibles con HPC».

Los beneficiarios de esta tecnología son los dispositivos médicos (resonancia magnética y tomografía computarizada), los sistemas militares y aeroespaciales (por ejemplo, radar y navegación), computadoras automotrices (prevención de colisiones) e incluso dispositivos portátiles de consumo (reconocimiento de voz). El uso de hardware y software de alto rendimiento no es completamente nuevo en el espacio integrado, por supuesto, pero los avances recientes en la tecnología de procesadores están dando a la industria acceso a la potencia informática que solo estaba disponible en los clústeres de HPC. Decher escribe:

Todo esto es posible gracias a los avances en hardware informático. Lo que estamos viendo ahora es lo que la comunidad militar y aeroespacial llama COTS comerciales estándar, que generalmente connota dispositivos de tipo básico que son capaces de procesamiento de alto rendimiento. Empresas como Intel, Freescale, NVIDIA, Xilinx y TI están creando una explosión de nuevos dispositivos para aplicaciones HPC. Intel presentó recientemente su nueva clase de dispositivos Sandy Bridge multinúcleo (procesadores iCore de segunda generación) con extensiones vectoriales avanzadas (matemáticas) llamadas AVX. En el mismo período de tiempo, Intel también presentó su nueva arquitectura de procesador Many Integrated Cores (MIC). Con el nombre en clave de «Knights Corner», esta arquitectura admite la interconexión de 50 núcleos de clase Larrabee. Freescale presentó recientemente una nueva generación de chips Power PC multinúcleo de alta gama denominada Serie QorIQ AMP, con una reintroducción de un acelerador de procesamiento vectorial AltiVec mejorado. La nueva arquitectura QorIQ puede admitir hasta 24 núcleos virtuales por chip.

Luego está todo el fenómeno GPGPU, cortesía de NVIDIA y AMD, que ya ofrece más de un teraflop de rendimiento de punto flotante de precisión simple en un solo chip. Xilinx y Altera están introduciendo dispositivos que integran lógica FPGA con CPU multinúcleo. (Por ejemplo, el Zynq-7000 de Xilinx tiene un procesador ARM A9 de doble núcleo con el acelerador vectorial Neon, además de una estructura FPGA). En la misma línea, la línea Texas Instruments Integra, que integra un DSP C6x con una CPU ARM Cortex A8.

La desventaja de todas estas nuevas maravillas arquitectónicas es la complejidad de la programación. Decher dice que la dificultad del desarrollo de software en plataformas heterogéneas es alta, y señala que «los costos típicos de desarrollo de software embebido superan con creces el 50% del costo de todo el sistema». Un efecto secundario de esta complejidad es la portabilidad del software, ya que, por ejemplo, los programas desarrollados para GPU generalmente no son intercambiables con los desarrollados para, digamos, DSP.

Idealmente, dice Decher, tendría acceso a bibliotecas de alto nivel independientes del hardware, lo que permitiría trasladar las aplicaciones fácilmente de una plataforma a otra. Pero en medio de toda esta diversidad de microprocesadores, probablemente no sea del todo alcanzable.

Dejando a un lado los problemas de software, Decher ve un futuro expansivo para HPC en el espacio integrado. A medida que más y más fallos estén disponibles en estos chips, su uso penetrará en todos los dispositivos imaginables con la necesidad de un trabajo intensivo en computación.

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