A medida que las computadoras más poderosas aumentan su capacidad para realizar billones de operaciones por segundo, también demandan mayores cantidades de electricidad comparables a las de ciudades pequeñas, lo que coloca al cómputo de alto rendimiento ante un dilema tecnológico, económico y ambiental, en un contexto marcado por la crisis climática.

Consultado por La Jornada, Isidoro Gitler Goldwain, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav), explicó que “hoy día, el rendimiento de los sistemas de cómputo más potentes supera la exaescala y el número de sistemas a petaescala sigue creciendo. Desafortunadamente, este crecimiento también va acompañado de un aumento constante de los costos energéticos, lo que a su vez implica una importante huella de carbono”.

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Como ejemplo menciona el que el gasto energético de la supercomputadora el Capitán (1.7 exaflops de potencia de cómputo) la número 1 de la lista de las 500 supercomputadoras más potentes del mundo es de 29 mil 685 kW (29.7 MW). “Este consumo es equivalente al gasto de energía de una población con aproximadamente 25 mil hogares”, resaltó el académico.

Hace dos décadas la eficiencia energética se convirtió en una preocupación en el cómputo de alto rendimiento. “El costo de operar supercomputadoras superó el de su adquisición y mantenimiento. Esto puso de relieve la importancia de mejorar la eficiencia energética de las futuras supercomputadoras”.

El TOP500, la lista de las 500 supercomputadoras más potentes del mundo, ordenadas por su capacidad de cálculo, tiene el ranking Green500, que no mide sólo potencia, sino cuánta energía eléctrica consume una supercomputadora para producir ese rendimiento. Esta clasificación mide cuántas operaciones de cálculo pueden realizar por cada vatio de energía eléctrica.

En la medición de noviembre, la supercomputadora más eficiente de esta lista de 500 es Kairos con aproximadamente 73 Gigafloops/Watt. “Flops es una medida de operaciones de punto flotante por segundo. Watts (vatios) es una medida de consumo de energía. La relación entre ambos da el rendimiento que una unidad de procesamiento obtiene por watt (vatio)”.

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Gitler dijo que alcanzar mayor eficiencia energética “sigue siendo uno de los retos más importantes en el desarrollo del cómputo avanzado y la restricción primordial para el diseño de nuevas tecnologías de cómputo”.

Más allá del consumo para su operación, se encuentra el desafío del enfriamiento: además de la energía requerida para el procesamiento de datos, las supercomputadoras demandan sistemas intensivos para disipar el calor generado por los procesadores gráficos (GPU), que concentran altas cargas térmicas.

En México, este debate comienza a reflejarse en proyectos estratégicos como Coatlicue, la nueva supercomputadora nacional, cuyo sitio de construcción aún se encuentra en análisis. La decisión, señalan especialistas, deberá considerar tanto la disponibilidad de agua para su sistema de enfriamiento como una infraestructura eléctrica adecuada.

La instalación, añaden, tendrá que ubicarse en una región sin estrés hídrico y con temperaturas moderadas, ya que operar en climas extremos incrementaría el consumo energético y de agua, un dilema que coloca la planeación del cómputo científico en el cruce entre política científica, recursos naturales y sostenibilidad ambiental.

Green500

El Green500 clasifica a las supercomputadoras no por su potencia total, sino por su eficiencia energética, medida en gigaflops por vatio de electricidad consumida.

1. Kairos (Francia) Universidad de Toulouse–CNRS. Eficiencia: 73.3 GFlops/W. Potencia: 3.05 petaflops.Consumo: 46 kW.

2. Romeo-2025 (Francia). Centro Romeo HPC, Champaña-Ardenas. Eficiencia: 70.9 GFlops/W. Potencia: 9.86 petaflops. Consumo: 160 kW.

3. Levante (extensión GPU) Alemania. Centro Alemán de Cómputo Climático (DKRZ). Eficiencia: 69.4 GFlops/W. Potencia: 6.75 petaflops

Consumo: 110 kW.

4. Isambard-AI (fase 1) Reino Unido. Universidad de Bristol. Eficiencia: 68.8 GFlops/W. Potencia: 7.42 petaflops. Consumo: 117 kW.

5. Otus (solo GPU) Alemania. Universidad de Paderborn. Eficiencia: 68.2 GFlops/W. Potencia: 4.66 petaflops.

Con información de: la jornada

cd/at