Un procesador para cambiar el paradigma de la supercomputación

El desarrollo por Fujitsu del chip A64FX para el ordenador Fugaku marca una línea diferencial respecto a otros proyectos de supercomputación.

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La supercomputación está a punto de entrar en una nueva fase: el trabajo en exaescala, que permitirá operar por encima de un exaflop: 10.000.000.000.000.000.000 operaciones de coma flotante por segundo, mil más que la media de rendimiento que manejan los mejores equipos hoy en día, los que funcionan a petaescala. También en el desarrollo de la tecnología que habilita estos sistemas está a punto de entrar en un ciclo nuevo, con el procesador A64FXTM de Fujitsu.

 

Aprovechando el potencial de los volúmenes masivos de datos

Vivimos en un mundo de datos, conectado e inteligente. No era así hasta hace poco, pero las últimas dos décadas han resultado diferenciales. La oportunidad que supone el aprovechamiento de la información originada por los dispositivos conectados no hace sino ampliarse: se calcula que 2022 será el año en el que los datos anuales generados a través del tráfico IP sobrepasen a los de los primeros 32 años de internet. Esto es: entre 1984 y 2016 se produjeron 4,7 zettabytes de información y entre enero y diciembre de 2022 se estima que se generarán 4,752 zettabytes. Pero esto no significa que se aprovechen. En un artículo de la firma de análisis de McKinsey de 2016 se postulaba que el 90% del total de datos digitales se habían creado en los últimos dos años... pero solo un 1% de ese volumen se había analizado.

Una mina que la industria tecnológica está intentando explotar tanto en niveles básicos como en el trabajo con magnitudes masivas de información, para usos como la previsión meteorológica, la prevención de desastres naturales o la investigación en salud. Aquí entra la computación de alto rendimiento o HPC, por sus siglas en inglés: “miles de procesadores trabajando en paralelo para analizar miles de millones de volúmenes de datos en tiempo real, realizando cálculos miles de veces más rápido que un ordenador normal”. Como explican desde la Comisión Europea, es el núcleo de grandes avances y un recurso estratégico clave. Los equipos que trabajan con HPC, los superordenadores, quieren acelerar esos cálculos con el paso de petaescala a exaescala

 

Fugaku y el A64FX

A la cabeza de esta carrera se sitúa la firma japonesa Fujitsu. La compañía era seleccionada en 2014 para desarrollar el próximo gran superordenador del país junto con el Instituto Riken, tras el K Computer —también desarrollado por la multinacional y que en 2011 era el primero en superar los 10 petaflops—. Inicialmente conocido como Post-K, a finales de mayo era rebautizado como Fugaku, otro de los nombres con los que se conoce al monte Fuji en Japón. “El nombre fue elegido para simbolizar el poder del sucesor del K Computer y también para mostrar el amplio horizonte que el nuevo supercomputador supondrá para sus usuarios”, explicaban desde el Riken en un comunicado. En este amplio horizonte tiene mucho que decir el procesador A64FX, con el que estará equipada la computadora

“Japón ha hecho algo sinceramente sorprendente. Si vemos la gran carrera que hay en el mundo entre EEUU, China, Europa y Japón, haciendo una analogía con la Fórmula 1, Japón ha diseñado un nuevo tipo de coche”. Así caracteriza Adriano Galano, Head of Solution Sales de Fujitsu España, la importancia de este procesador en el contexto tecnológico actual. “Cuando todos los demás han continuado evolucionando la tecnología al ritmo del mercado, Japón se ha repensado desde la base todo el conjunto y ha producido un nuevo tipo de innovación”.

El A64FX es una CPU de alto rendimiento que se constituye como el primer procesador con la arquitectura Armv8-A SVE —siglas de “extensión vectorial escalable”— de 64 bits. Fujitsu y Arm están colaborando en el mecanismo, con el objetivo de desarrollar un rango amplio de aplicaciones con los que revolucionar el sector. “Nos saca de los estándares de facto que conocemos”, incide Galano, y destaca sus puntos fuertes. “Al hacer la CPU, los ingenieros de Fujitsu y los científicos japoneses le dieron una vuelta de tuerca al statu quo de la tecnología. Primero, es un procesador basado en la norma ARM, lo que significa que el consumo energético por core es muy bajo. Segundo, combina funcionalidades de CPU y de GPGPU en un solo procesador. Otro tipo de proyectos o proyectos como inteligencia artificial demandan poner una CPU y una GPGPU para hacer ciertos cálculos; en nuestro caso un solo procesador lo puede hacer”. 

Galano resume el peso de estas características en dos ventajas: eficiencia energética y eficiencia en las aplicaciones. “Muchas veces se habla de GHz o FLOPS, que son parámetros de rendimiento pero no dicen cómo de bien funcionan las aplicaciones. Esta va a ser particularmente muy potente en eficiencia de aplicación”.

 

La democratización de la tecnología de supercomputación

Todo este desarrollo tecnológico muestra una voluntad por la compañía de “democratizar este procesador”, como lo califica Galano. Algo que se esboza en las informaciones que han compartido hasta la fecha, como el comunicado de abril donde se explicaba que la marca “está considerando medidas como el desarrollo de un modelo de nivel de entrada que sea fácil de implementar, o suministrar estas tecnologías a otros vendedores”. Pero por el momento son eso, esbozos.

Galano se refiere de pasada al relacionarlo con el nuevo nombre de la próxima supercomputadora, que se espera que comience a trabajar el próximo año. “Fugaku es un sinónimo del monte Fuji, que significa “el monte más alto”, pero con unas laderas más suaves, que va a permitir el acceso a muchos usuarios”. Poco más. “Trabajaremos en que el procesador esté disponible en múltiples canales en el mercado”. Un primer paso hacia esa transformación del paradigma que, se prevé, tendrá un alcance mucho más amplio de lo que en un primer momento se podría pensar.