Supercomputadoras versus clusters

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Una Supercomputadora  es una computadora con capacidades de cálculo muy superiores a las comúnmente disponibles. Las supercomputadoras estan caracterizadas por una inmensa capacidad de realizar operaciones computacionales a velocidades no comparables a computadores de naturaleza personales.  Estas capacidades de calculo o procesamiento intensivo  están justificadas en un arreglo de hardware extremadamente caro  especializados en operaciones paralelas, la jerarquía de memoria tiende a ser cuidadosamente diseñada para que el CPU este constantemente trabajando. En los PC regulares la inmensa mayoría del tiempo las operaciones que ocurren son de entrada / salida y no de uso del procesador. Estas computadoras tienden a ser especializadas para ciertos tipos de operaciones, usualmente calculaciones numéricas y tienden  a tener rendimientos inferiores en otras áreas de operación. Los sistemas operativos de este tipo de computadora tienden a ser un énfasis en el uso mas apropiado de los recursos de hardware y en las tareas administrativas que en proveer un interfase grafica de alta calidad. 
Hay disciplinas científicas que son impensables sin la herramienta que significa una supercomputadora tales comos los estudios sobre cambios climáticos , biología computacional, y simulaciones que envuelven gran numeros de variables.
portablecluster2007Las supecomputadoras son extremadamente caras, como consecuencia de esto en muchos ambientes científicos se usan otras alternativas. El uso de clusters de computadoras es una opción viable y relativamente simple para enfrentar tareas que requieren  volumenes intensivos de operaciones computacionales y no se dispone de acceso a una supercomputadora. Simplemente, un cluster es un grupo de múltiples computadoras unidas mediante una red de alta velocidad, de tal forma que este grupo computacional es visto como un único ordenador, más potente que las computadoras personales por separado. El término cluster se aplica a los conjuntos o grupos de computadoras construidos mediante la utilización de componentes de hardware comunes y que se conducen como si fuesen una única computadora.  El uso creciente de clusters surge como resultado de la aparición de varias tendencias actuales que incluyen la disponibilidad de computadoras personales de alto rendimiento a precios muy económicos, el advenimiento de  redes de computadoras con una alta velocidad de transferencia de datos, el desarrollo de software para distribución de calculo de rendimiento intensivo , sistemas operativos altamente efectivos y baratos, así como la creciente necesidad de potencia computacional para aplicaciones que la requieran. Los clusters son usados mas para  propósitos computacionales que para operaciones entrada / salida. Un uso común de clusters es para “balancear carga” en sitios web. Una página web es pedida a un servidor administrador  que decide cual de los servidores idénticos entrega la página a la computadora cliente. Este uso de cluster es muy común y es llamado granja de servidores. Esta configuración permite estabilidad y añade que el tráfico sea manejado mas eficientemente.
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Blue Brain es un proyecto del Instituto del Cerebro y la Mente en la École Polytecniche de Lausana que se propone crear una simulación computerizada del cerebro de los mamíferos. El proyecto emplea una supercomputadora Blue Gene.
 
  

IBM anunció la segunda generación de la supercomputadora Blue Gene/P, diseñada para funcionar de manera continua a velocidades superiores al “petaflop”, es decir mil billones de operaciones por segundo. Con un sistema 100 mil veces más potente que el de una PC doméstica, este equipo “puede procesar más operaciones en un segundo que las que se procesarían con la potencia combinada de una pila de computadoras portátiles de más de dos kilómetros de altura”.En un comunicado, el fabricante destacó que Blue Gene/P puede configurarse para alcanzar velocidades superiores a los tres petaflops, “un nivel de rendimiento que muchos consideraban inalcanzable hace sólo unos años”.Explicó que el nuevo superordenador facilita los trabajos de investigación “por ejemplo en el terreno sanitario, al permitir crear modelos de órganos humanos completos para analizar las interacciones con distintos tipos de fármacos”. Lo anterior es posible “utilizando tan sólo una pequeña parte de la potencia de la máquina”, por lo que “los investigadores podrían realizar en una tarde ensayos clínicos simulados en 27 millones de pacientes”.Destacó que el sistema Blue Gene nació de la iniciativa de IBM para desarrollar una plataforma de cálculo científico fiable “los diseñadores superaron dos de las limitaciones clave en la supercomputación avanzada: el consumo energético y la necesidad de espacio.

Blue Gene IBM

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Sistemas de clusters IBM

2 Responses to Supercomputadoras versus clusters

  1. Humberto Moreno says:

    Rubén,

    Este es un artículo muy interesante. Conozco los fundamentos de cómo funciona un cluster, y creo que ahí hay mucho futuro, pero aún hay mucho por hacer. También en otras áreas, hay muchos servidores de bases de datos como Oracle y SQL Server, que están empezando a poner más énfasis en suites de productos orientadas a clústeres.

    VMWare tiene una infraestructura de virtualización de clústeres que es propicia para estos trajines. Pero aún son sólo los grandes empresas las que usan estas tecnologías, y aún no tanto los medianos y pequeños negocios, que todavía no están haciendo un uso completo de este approach. Creo que en los próximos 5 a 10 años se verá más de esto en el día a día en el back-end de cualquier oficina.

    Saludos.

    • Humberto este es el esqueleto del articulo, lo estoy escribiendo, se lo hago a una serie de amigos que no entienden la diferencia de un cluster y una supercomputadora, yo personalmente nunca en mi vida he trabajado ni con una ni con el otro. Tengo a un grupo de biologos que creen que muchos clusters que hay en universidades son supercomputadoras , para ti y para mi el posting no es nada realmente interesante , pero creeme que la inmensa mayoria de mis amigos ignora la diferencia. NJIT tiene un cluster grandisimo, con los nodos corriendo linux Scyld Beowulf

      Un abrazo

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