¿Cómo se usan las supercomputadoras?

Si tiene un problema que requiere MUCHA computación Y una unidad independiente del problema no puede almacenarse en una sola computadora, necesita una supercomputadora.

Si su problema no necesita una cantidad de cómputo excesivamente grande, puede hacerlo ejecutándolo en su escritorio durante la noche. Si puede almacenar una unidad independiente del problema en la memoria de una sola computadora, puede comprar computación en la nube.

Una unidad de cómputo independiente es algo que todo lo necesario para producir un resultado completo se puede almacenar en la RAM de una sola computadora. Piense si necesitaba realizar un cálculo complejo en miles de millones de mediciones para determinar qué mediciones tuvieron un resultado interesante. Cada medición y el cálculo requerido solo ocupan unos pocos megabytes, por lo que se almacena fácilmente en una sola computadora. Solo necesita muchas computadoras para trabajar miles de millones de veces para ejecutar ese cálculo. Por otro lado, si estoy simulando el clima, el clima de hoy depende en gran medida del clima de ayer que estaba a 50 millas de distancia. No puedo almacenar todos esos datos en una sola computadora, por lo que una supercomputadora ofrece la infraestructura para minimizar las penalizaciones de tiempo y gastos incurridas al colocar la entrada de mis cálculos en una computadora diferente, porque son la salida de un cálculo anterior.

El trabajo científico abierto no clasificado en supercomputadoras incluye: estudios aerodinámicos de alas de avión, álabes de turbinas y molinos de viento; simulaciones climáticas que predicen los efectos de los cambios en las emisiones; diseño de aleaciones metálicas con propiedades especiales (como diseño de batería); biología estructural (diseño inteligente de medicamentos para cosas como E. coli y tuberculosis); diseño de microorganismos para simplificar la generación de biocombustibles; estudios sobre cómo evitar incendios industriales en la generación de hidrógeno; predicción de áreas afectadas para varios escenarios de desastre (terremotos, inundaciones, etc.); y muchos más.
Las supercomputadoras son un importante contribuyente a la investigación científica moderna. También se usan junto con experimentos para analizar los datos producidos.
Para ver las listas de descubrimientos realizados, visite los sitios web de NERSC (LBNL), ORNL y ANL, donde se encuentran las tres supercomputadoras DOE más grandes.

La mayoría de las computadoras de hoy en día son capaces de realizar muchas tareas comunes para muchos usuarios diferentes simultáneamente. Subdividimos las computadoras modernas usando diferentes técnicas como la virtualización en múltiples máquinas virtuales que ejecutan sistemas operativos misceláneos o contenedores que ayudan a aislar aplicaciones o flujos de trabajo. Amazon, Azure y muchas otras compañías tienen centros de datos masivos que podrían considerarse supercomputadoras, pero su caso de uso es el opuesto, permitiendo efectivamente miles de millones de “subcomputadoras”.

Por el contrario, las supercomputadoras se utilizan para tareas que son demasiado grandes para las computadoras estándar, por lo que agregamos muchas computadoras para realizar una tarea que es demasiado grande o que debe completarse más rápido de lo que una sola computadora puede completar. Por lo general, se requieren redes complejas y almacenamiento de datos para hacer un uso eficiente de la potencia de procesamiento de una supercomputadora.

Las tareas que requieren supercomputadoras generalmente son simulaciones de todo lo que sucede en el mundo físico. Los modelos de computadora se utilizan para diseñar casi todo lo que fabricamos, modelar química, biología, genómica, mercados financieros, extraer a través de conjuntos de datos masivos e incluso predecir el clima. Cada ciencia tiene algoritmos que, si pueden hacerse funcionar en porciones del problema en paralelo, pueden emplear supercomputadoras.

Ver “Wargames”, el clásico de 1983 para mi personificación favorita de una supercomputadora.

Super computadoras eh? Bueno, una súper computadora se usa más comúnmente para la Simulación de Dinámica Molecular en los últimos tiempos. En el pasado, se usaban para simulaciones de pruebas nucleares en 3D, Brute para descifrar códigos, Análisis probabilístico, modelado de blindaje de radiación, Previsión meteorológica e investigación aerodinámica.

Si va a top500.org, puede ver una lista de supercomputadoras. Puede hacer clic en ellos y encontrar sus sitios web. Estoy publicando uno para que lo vean, que tiene enlaces a algunos artículos sobre cómo se usa

https://www.olcf.ornl.gov/olcf-r