La computación de alto rendimiento (HPC) está entrando en una nueva era. Una era definida por las necesidades de los clientes de una computación de alto rendimiento energéticamente eficiente, mayor accesibilidad a la tecnología y «asociación» con los proyectos de inteligencia artificial. Esto, por su parte, está ayudando a resolver algunos de los mayores problemas a los que se enfrenta la humanidad, como el cambio climático o la sobrepoblación.
La respuesta a estos requisitos ha llevado a tres tendencias principales: la computación a exaescala, que lleva la computación de alto rendimiento a un nuevo umbral de rendimiento y eficiencia energética; la inteligencia artificial, que converge con la HPC para resolver algunos de los problemas más difíciles a los que se enfrenta la humanidad; y HPCaaS (computación de alto rendimiento como servicio), que acerca la HPC a un nuevo público.
La importancia de la computación a exaescala
La computación a exaescala es el umbral de un trillón de cálculos por segundo, es decir 1.000.000.000.000.000.000 por segundo. Ampliamente considerada como el anuncio de una nueva era en la computación de alto rendimiento, permite a los científicos alcanzar logros aún mayores, como crear modelos climáticos y lograr una comprensión mucho más eficiente del cerebro humano.
Es la computación de alto rendimiento de vanguardia: como las carreras de Formula 1 (F1), es un caldo de cultivo para la innovación que, poco a poco y con el tiempo, se filtrará en el mercado de la computación empresarial. En la F1, las tecnologías como la turbocompresión cinética y los sistemas de recuperación de energía, diseñados en su día para los deportes de élite, ahora están disponibles en prácticamente todos los automóviles.
La computación a exaescala, como la F1, se centra en la eficiencia y en cómo exprimir al máximo el mejor rendimiento posible rozando los límites de las leyes de la física. También hay enormes retos en cuanto al uso de energía y la sostenibilidad alrededor de la computación a exaescala, es decir, cómo alcanzar este nivel de rendimiento dentro de los límites del centro de datos. Para ser más sostenibles, los sistemas de computación de alto rendimiento necesitan que el rendimiento sea eficiente. Este nivel de rendimiento también requiere de sistemas de refrigeración eficientes para lograr una mejor fiabilidad y rendimiento. En Lenovo usamos la refrigeración con agua caliente Neptune™, que proporciona una eficiencia de eliminación del calor de más del 90% y gasta un 40% menos de energía para enfriar un rack de servidores que la refrigeración tradicional mediante aire.
Lenovo tiene una filosofía de diseño que describimos como «de la exaescala a cualquier escala», esto quiere decir que los avances de la computación a exaescala pueden replicarse en otros niveles de computación de alto rendimiento. La mayoría de las empresas no necesitan un sistema de exaescala que cuesta cientos de millones, pero aun así pueden extraer valor a petaescala, por ejemplo, (unos 1.000.000.000.000.000 de cálculos por segundo).
Existe una convergencia entre inteligencia artificial y HPC, y ambas tecnologías trabajan simbióticamente gran parte del tiempo
La HPC está pensada para la IA
Cuando hablamos de investigación de vanguardia, existe una convergencia entre inteligencia artificial y HPC, y ambas tecnologías trabajan simbióticamente gran parte del tiempo. Uno de los principales impulsores de la computación de alto rendimiento es el entrenamiento de modelos de IA, que ha visto dispararse la demanda de potencia computacional. También encontramos una fusión cuando se pone en marcha la IA en un flujo de HPC tradicional para aumentar la productividad de la investigación.
Gracias a la HPC, la IA y el aprendizaje automático (ML) están ayudando a los investigadores a lidiar con algunos de los mayores problemas que enfrenta la humanidad. Desde descubrir formas de alimentar a la humanidad en las próximas décadas hasta diagnosticar trastornos de la retina que pueden causar pérdidas de visión, los sistemas HPC ofrecen a las universidades y empresas de todo el mundo la potencia computacional para impulsar la investigación de IA y ML de vanguardia.
La investigación impulsada por IA y HPC está resolviendo el problema de rendimiento de las cosechas causado por el cambio climático. Mientras el rendimiento de las cosechas ha empezado a caer, la producción mundial de alimentos tendrá que aumentar un 50% para seguir el ritmo de la creciente demanda provocada por el aumento de la población.
La consecuencia final es que la humanidad necesita nuevos modos más eficientes de cultivar los alimentos. La HPC ocupará un lugar central en la solución de este problema, usando infraestructuras de computación potentes y eficientes que se alineen con la IA para procesar enormes cantidades de datos recogidos de fuentes como las imágenes por satélite, los informes meteorológicos e incluso sensores en los campos.
En medicina, la unión de la inteligencia artificial con la HPC ha dado lugar a modos totalmente nuevos de tratar las enfermedades, gracias a la información obtenida de la IA para personalizar genéticamente los tratamientos para cada paciente. Se prevé que la «medicina personalizada» reformule el modo en que se tratan las enfermedades, pero liberar su potencial requiere una enorme cantidad de potencia computacional.
GOAST, la herramienta de optimización y escalabilidad genómica de Lenovo basada en HPC, ha acelerado el proceso de secuenciación de un genoma humano, logrando ahora en tan solo 18 minutos lo que antes llevaba más de 150 horas, y acercando los albores de la medicina personalizada.
Modos de consumo más adecuados
Al igual que en muchas otras áreas de la computación, los modelos «como servicio» están cambiando el modo de consumir HPC y hacerla más accesible a los investigadores de todo el mundo.
La computación de alto rendimiento en la nube es el área de más rápido crecimiento de la HPC, ya que permite a las organizaciones añadir rápidamente capacidad adicional. Y el modelo «como servicio» está creciendo más rápido que cualquier otro, con un 15% del mercado ya en la nube.
Con la HPCaaS los clientes pueden pagar mensualmente con una inversión de capital mínima, reduciendo el coste total al eliminar el sobreaprovisionamiento. Los clientes pueden conseguir la mejor y más nueva tecnología en computación de alto rendimiento, y renovarla cuando se quede obsoleta. Si se trata de añadir potencia, todo lo que tienen que hacer es pedirla.
La HPC cambiará el mundo para mejor
Estas tendencias van a definir el potencial de la HPC durante esta década y posteriores. A la hora de abordar los mayores problemas que enfrenta la humanidad, desde las enfermedades o el cambio climático al pronóstico del tiempo, la HPC trabaja mano a mano con la inteligencia artificial para ofrecer soluciones. La HPC evoluciona rápidamente y las tecnologías de computación de exaescala brindan nuevos avances que impulsarán los descubrimientos del futuro. Los modelos «como servicio» pondrán la tecnología a disposición de más investigadores que nunca.
