Supercomputación analizada en la Feria de Ciencias de Primaria

Hola otra vez. En el teclado Simón Sánchez y hoy vamos a hablar sobre Supercomputación analizada en la Feria de Ciencias de Primaria

Los estudiantes de sexto grado Emiliano y Connor, como la mayoría de los niños de su edad, aman los deportes y se juntan con amigos. Sobresalen en lo académico e igualmente tienen letanías de logros que dan testimonio de su familia y profesores dedicados, devotos y dedicados. Con alientos llenos de inocencia e inspiración, los niños aportan nuevas perspectivas a una ciencia complicada que incluso los veteranos más experimentados tienen la oportunidad de detenerse y tomar nota.


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Cada año, comenzando seriamente desde el cuarto grado, los niños participan en un rito de iniciación, la feria de ciencia escolar. Ya sea que recordemos nuestros experimentos de adolescentes o experiencias actuales como padres con recuerdos frescos de las inscripciones de nuestros hijos, las ferias de ciencias escolares pueden ser tan desalentadoras como divertidas. Y donde se revelan algunas de las mayores sorpresas y promesas de futuro.

Durante la mayor parte de este ritual académico, un comentario pasajero me detuvo en seco. Una simple pregunta, vi la voz de sexto grado «¿Qué tan genial es tu computadora?» ¿Qué? Asombrada, divertida y riendo como una colegiala en los días que siguieron, estaba realmente atónita. La simple noción de que dos estudiantes de sexto grado han luchado para abordar un tema tan complejo, con una serie de problemas y una curva de aprendizaje increíblemente empinada que una gran comunidad de sus mayores ha dedicado su educación y sus vidas enteras a resolverlo, nada menos. una feria de ciencias elemental, parecía incrédulo.

Su inspiración fue tan inocente como su experiencia. «No hay nada más molesto que una computadora lenta», dijeron. A partir de esa simple declaración, primero tenían que determinar qué hace que una computadora sea rápida y luego definir un problema para resolver. Inmediatamente después de pensar en «computadoras lentas», ¿está comprometido a aprender sobre los sistemas más rápidos de la actualidad y su importancia para la sociedad? Y lo que hace que una computadora sea «súper».

Los lectores entienden profundamente que esta suposición aparentemente simple no es tan simple. Pero allí, de todas las voces elementales, metódicamente dispuestas en triple gloria, estos dos jóvenes intrépidos se enfrentaron a Linpack, el TOP500, y representaron la mística y las matemáticas que son las «supercomputadoras».

Y como resultado han creado un proyecto súper científico. Tan impresionante, de hecho, que en un concurso de jurados en su escuela parroquial en Santa Teresa, la entrada de los niños es uno de los seis proyectos que participarán en un concurso diocesano a finales de este mes.

«Estaba muy emocionado de ver a Connor y Emiliano explorar un tema de feria de ciencias no tradicional usando el método científico para abordar un problema tecnológico», dice Todd Council, maestro de ciencias de la escuela secundaria y reconocida fuente de inspiración para los niños.

“Es inspirador que estudiantes de esta edad puedan ver la fuerte relación entre ciencia, ingeniería y tecnología y que los tres jueces que revisaron su proyecto también reconozcan los méritos de su trabajo”, concluyó el concejal.

Las lecciones aprendidas como resultado de sus esfuerzos, que llevan muchos años (décadas e incluso siglos) para internalizar y racionalizar, han sido asombrosas. Su investigación ha sido extensa y refinada, hasta fuentes venerables como el rastreador de la industria TPM, IEEE y la elección de fuentes para la visualización y el informe de análisis. Su análisis fue contextualmente rico, tanto por un uso como por una referencia histórica a los primeros lugares de Titán en el TOP500 de noviembre. La fluidez situacional además de la competencia, como todos sabemos, es un punto de referencia crítico en la disciplina. La curiosidad es cómo parecían «saber» intuitivamente, evidenciado por su premisa básica de que un ingrediente clave para verificar un desempeño excelente comienza en el nivel del microprocesador.

Su planteamiento del problema es tan claro e imaginativo como lógico. «Si el microprocesamiento es tan crítico, ¿no debería una computadora reflejar esta velocidad al calcular?» Sí. Teóricamente. «Si ejecutamos nuestra evaluación comparativa, comparando dos computadoras y una tiene un 70% más de potencia de procesamiento, ¿no debería poder calcular el mismo número y tipo de problemas al menos un 70% más rápido?» En efecto. Ahora, una tendencia veterana es saltar a la conclusión y responder a la compensación. Pero recuerde, estos son estudiantes de sexto grado. Fresco, brillante y nuevo sin prejuicios ni conocimientos preformados: pruebe cómo funcionaría el marketing y la publicidad. Lo que es igualmente importante internalizar es que «la mayoría» de la gente, es decir, todos los que están fuera de esta industria, lógicamente asumirían lo mismo. Tiene sentido que el rendimiento base sea al menos un 70% mejor.

Su banco de pruebas no era diferente a un entorno de referencia típico, solo una escala notablemente más pequeña, la prueba entre una computadora de escritorio en duelo y una computadora portátil, se diferenciaba por un par de tics y toques entre generaciones de procesadores y una memoria considerable. . Lo más impresionante fue su arduo trabajo: aprender todo, desde variables, variables dependientes, números enteros y de punto flotante, Java, arquitecturas de procesador y mediciones de rendimiento, hasta gráficos en T y hojas de ejecución. cálculo. Ellos lo hicieron todo. Desde cero. Un testimonio notable de su educación, curiosidad y perseverancia.

Lo que su investigación equivale a abarcar unos 70 años a través del complejo espectro tecnológico, que en el tiempo transcurrido equivale a una educación postdoctoral para dominar la «supercomputación». En pocas semanas empezaron a aprender lo que les llevó años empezar a comprender y racionalizar. Lo más revelador fue que por todo lo que aprendieron, anotaron la experiencia total con la idea de que aún quedaba mucho por aprender. ¡Exactamente! No puedes evitar sentirte envuelto por su espíritu curioso.

Según ambos, y un extracto de su presentación, resumen lo que para muchos de nosotros suena cercano a casa, en el día a día: “Seguimos trabajando para analizar aún más los resultados. Esto es difícil y lleva mucho tiempo comparar porcentajes y sacar conclusiones sobre cada uno de ellos. Pero hemos sacado algunas conclusiones interesantes basadas en lo que hemos visto. «De hecho. ¡Y algo más!

Cualquier entusiasta de las pruebas comparativas comprenderá bien su matriz de pruebas. Seis pruebas diferentes, veinte veces cada una, en cada sistema. Traducido, compararon 100 millones de cálculos en conjuntos de datos con tres niveles de complejidad; suma y multiplicación de números enteros cortos y largos y números de coma flotante. Registraron y graficaron las operaciones y compararon los promedios de las pruebas para determinar diferencias porcentuales, patrones y variaciones de velocidad. Luego, extrapolaron sus propios datos de desempeño en el contexto de Linpack y TOP500.

¿Conclusión? «Nuestra hipótesis estaba equivocada y nuestros resultados fueron sorprendentes», dicen.

Suponen razonablemente que si la computadora A fuera un 70% más rápida, calcularía los problemas un 70% más rápido que la computadora B. Su sorpresa inesperada llegó cuando los resultados mostraron una ganancia de hasta 415% para el punto flotante y un aumento. 130% en rendimiento de enteros. Determinaron que el microprocesador del Sistema A fue diseñado para realizar sumas avanzadas y cálculos más complejos.

Lo más intrigante fue su continuo interés en realizar más análisis de los que el tiempo les permitiría al ingresar a la feria de ciencias, incluido el análisis de la velocidad entre los dos sistemas con mayor profundidad y la comprensión del impacto. de memoria en el rendimiento general. Si bien gran parte de su investigación es un testimonio de su experiencia, igualmente impresionantes son sus elogios que cualquier buen investigador sabe que son fundamentales para completar el trabajo.

Además, el ingenio parece estar en las familias, como el hermano de cuatro años de Connor cumpliendo una promesa propia. La entrada de pre-kinder de esta florecilla en ciernes en la misma feria de ciencias fue tan sorprendente como la de su hermano mayor. Comienza con una hipótesis profunda: «¿Puedes ver el cielo desde un telescopio?» Tan deliciosa como su teoría es su conclusión … simplemente que el telescopio de aficionado no era lo suficientemente poderoso para vislumbrar la divinidad. ¡Adivinar!

Si los chicos están siguiendo un camino STEM que los lleve a ser futuros estudiantes de doctorado con carreras como detectives privados o que se revele lo contrario con el tiempo. Lo que está claramente demostrado es que ya están en camino en un increíble viaje de aprendizaje y experiencia que parece ir más allá de la norma. Crucemos los dedos, queda por ver qué tan bien se desempeñarán en la próxima manga. De todos modos, ¡son innegablemente un orden de magnitud superior en mi libro de héroes de supercomputación!

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