El centro nacional de Supercomputacíon de Barcelona, España, se está preparando para montar una de las supercomputadoras con mayor eficiencia energética del planeta, basada en procesadores ARM. Lo más interesante del asunto, es que con el tiempo podría convertirse también en la más rápida disponible, por delante de modelos x86 avanzados con procesadores como Intel Xeon o AMD Opteron. Alex Ramirez, un administrador del centro es el encargado de construir el monstruo de la computación, que se llamará Mont-Blanc, y utilizará no una versión "parecida" a los chips utilizados en dispositivos como tablets y smartphones, sino exactamente los mismos SoC disponibles en muchos de estos aparatos de entretenimiento personal.
La máquina
Mont-Blanc integrará chips NVIDIA Tegra 3, con procesadores ARM Cortex-A9 quad-core, utilizado en productos como ASUS Transformer Prime. A partir del mes de mayo el equipo comenzará a ensamblar el primer prototipo del supercomputador, cuya principal característica será el escaso consumo energético en comparación con otros equipos de la misma categoría basados en arquitectura x86, la mayoría en estos momentos, o con anterioridad en RISC. Los chips Tegra 3 se encargarán de las comunicaciones entre las distintas partes del sistema, y en cuanto al apartado gráfico, contarán con múltiples núcleos de bajo consumo producidos por NVIDIA, que podrían derivar de los chips GeForce 520MX utilizados en sistemas portátiles, dentro de la plataforma Optimus.
El objetivo
El centro tiene planeado testear la primera versión del super ordenador en el mes de junio para hacerse un hueco en el listado Top 500 de supercomputadoras, que guarda un registro estricto del rendimiento de las mejores 500 máquinas de supercomputación del mundo, a través de la solución para benchmarking Linpack. Pero el principal objetivo del proyecto es conseguir hacerse con una de las posiciones más punteras de la lista Green 500, que califica estos equipos por eficiencia energética en lugar de potencia bruta. Ramirez quiere colocar a Mont-Blanc entre las 10 máquinas más eficientes del planeta. Si los planes de ensamblado siguen su rumbo y las estimaciones son correctas, el gran sistema conseguiría una eficiencia energética de 7 Gigaflops por cada vatio de consumo, lo que equivale a unos 7.000 millones de cálculos matemáticos por segundo y vatio. El secreto es utilizar también los chips gráficos de bajo consumo con soporte GPGPU para ayudar a los núcleos de computación general de los muchos chips Tegra que se utilizarán, aumentando tanto el rendimiento general como la eficiencia en el consumo.
El futuro
Pero ¿podría un sistema basado en ARM superar a las supercomputadoras x86 más potentes? La primera versión de Mont-Blanc conseguirá un puesto en el Top 500 montando entre 2.000 y 4.000 placas Tegra funcionando en paralelo. En palabras de Alex Ramírez: "En lugar de usar unos pocos procesadores de gran rendimiento vamos a utilizar muchos procesadores de bajo consumo y rendimiento medio". Con los procesadores ARM Cortex-A9 existe un "límite" en cuanto a potencia, pero cuando los nuevos NVIDIA Tegra 4 con núcleos ARM Cortex-A15 de 64-bit lleguen al mercado durante el próximo año, el rendimiento podrá dispararse, alcanzando hasta cuatro veces el rendimiento actual por vatio, logrando mantener a un equipo como Mont-Blanc en la lista de máquinas más eficientes — una necesidad imperativa hoy en día — al mismo tiempo que se consigue escalar puestos de un modo extraordinario en el exigente Top 500.
Las barreras
Existe una pequeña barrera para que Mont-Blanc cumpla sus objetivos; el software de investigación utilizado normalmente en este tipo de "clusters" y máquinas de supercomputación está escrito para una arquitectura totalmente distinta, lo que significa que el equipo barcelonés tendrá que preocuparse de algo más que de preparar la máquina para pasar los tests de rendimiento. Las aplicaciones deberán ser reescritas para aprovechar la potencia en paralelo tanto de las CPU ARM como de las GPU, y esa no es tarea precisamente sencilla. Desde el centro se muestran bastante seguros de que serán capaces de construir la base para los super ordenadores del futuro, consiguiendo estar en la cumbre de la lista Top 500 en el año 2017, cinco años en el futuro — suponiendo y esperando que los Mayas sean sólo unos bromistas — El sistema podría estar, de acuerdo con el proyecto, alrededor de los 200 Petaflops de capacidad de computación, nada menos que 20 veces más potente que la actual reina de la supercomputación, la K Computer nipona.
Evidentemente las estimaciones del equipo español están basadas en su interpretación de la evolución de otras arquitecturas como x86, algo muy relativo, porque en cualquier momento puede surgir un avance más importante de lo esperado, llevando al traste las aspiraciones del BSC CNS. En algún momento he dicho que ARM está ganando un impulso casi sin precedentes, y que en un momento llegará a superar tanto comercial como técnicamente a Intel y AMD, aunque esto se sale de cualquier escala.