Una supercomputadora es una computadora con un alto nivel de rendimiento en comparación con una computadora de uso general . El rendimiento de una supercomputadora se mide comúnmente en operaciones de punto flotante por segundo ( FLOPS ) en lugar de millones de instrucciones por segundo (MIPS). Desde 2017, hay supercomputadoras que pueden realizar más de 10 17 FLOPS (cien cuatrillones de FLOPS, 100 petaFLOPS o 100 PFLOPS). [3]
A modo de comparación, una computadora de escritorio tiene un rendimiento en el rango de cientos de gigaFLOPS a decenas de teraFLOPS. [4] [5]
Desde noviembre de 2017, las 500 supercomputadoras más rápidas del mundo ejecutan sistemas operativos basados en Linux . [6] Se están realizando investigaciones adicionales en los Estados Unidos , la Unión Europea , Taiwán , Japón y China para construir supercomputadoras de exaescala más rápidas, más potentes y tecnológicamente superiores . [7]
Las supercomputadoras desempeñan un papel importante en el campo de la ciencia computacional y se utilizan para una amplia gama de tareas computacionalmente intensivas en varios campos, incluida la mecánica cuántica , la previsión meteorológica , la investigación climática , la exploración de petróleo y gas , el modelado molecular (cálculo de estructuras y propiedades de compuestos químicos, macromoléculas biológicas , polímeros y cristales) y simulaciones físicas (como simulaciones de los primeros momentos del universo, aerodinámica de aviones y naves espaciales , detonación de armas nucleares y fusión nuclear). Han sido fundamentales en el campo del criptoanálisis . [8]
Las supercomputadoras se introdujeron en la década de 1960, y durante varias décadas las más rápidas fueron fabricadas por Seymour Cray en Control Data Corporation (CDC), Cray Research y las empresas posteriores que llevan su nombre o monograma. Las primeras máquinas de este tipo eran diseños convencionales altamente afinados que funcionaban más rápido que sus contemporáneos de uso más general. A lo largo de la década, se agregaron cantidades crecientes de paralelismo , con uno a cuatro procesadores típicos. En la década de 1970, los procesadores vectoriales que operan en grandes conjuntos de datos llegaron a dominar. Un ejemplo notable es el Cray-1 de gran éxitode 1976. Las computadoras vectoriales siguieron siendo el diseño dominante en la década de 1990. Desde entonces hasta hoy, las supercomputadoras masivamente paralelas con decenas de miles de procesadores estándar se convirtieron en la norma. [9] [10]
Estados Unidos ha sido durante mucho tiempo el líder en el campo de las supercomputadoras, primero a través del dominio casi ininterrumpido de Cray en el campo, y luego a través de una variedad de empresas de tecnología. Japón hizo grandes avances en el campo en las décadas de 1980 y 1990, y China se volvió cada vez más activa en el campo. En junio de 2020, la supercomputadora más rápida en la lista de supercomputadoras TOP500 es Fugaku , en Japón, con una puntuación de referencia LINPACK de 415 PFLOPS, seguida de Summit , con alrededor de 266,7 PFLOPS. [11] Estados Unidos tiene cuatro de los 10 primeros; China e Italia tienen dos cada uno, Suiza tiene uno. [11] En junio de 2018, todas las supercomputadoras combinadas en la lista TOP500 rompieron la marca de 1 exaFLOPS .[12]