0.1 Introducción al cómputo de alto rendimiento

¿por qué preocuparse por el rendimiento?

Durante la última década, la definición de lo que se denomina "cómputo de alto rendimiento" ha cambiado dramáticamente. En 1988 apareció un artículo en el Wall Street Journal titulado "El Ataque de los Micros Asesinos", que describía la forma en que los sistemas de cómputo compuestos de varios pequeños procesadores económicos pronto haría obsoletas a las grandes supercomputadoras. En ese tiempo, una "computadora personal" que costaba US$3,000 podía realizar 0.25 millones de operaciones de punto flotante por segundo, una "estación de trabajo" que costaba US$20,000 podía realizar 3 millones de operaciones de punto flotante, y una supercomputadora que costaba US$3 millones podía realizar 100 millones de operaciones de punto flotante por segundo. Así que, ¿por qué no simplemente conectar 400 computadoras personales juntas para lograr el mismo rendimiento de una supercomputadora, por tan sólo US$1.2 millones?

Esta visión se ha hecho realidad en varias formas, pero no en la que pensaban aquellos que propusieron originalmente la idea de los "micros asesinos". En vez de ello, el rendimiento del microprocesador ha ganado implacablemente al de la supercomputadora. Esto ha sucedido por dos razones. Primero, se ha dedicado mucha más inteligencia a mejorar el rendimiento en el área de la computadora personal, que la aplicada a las supercomputadoras de los ochenta para el mismo fin. Además, una vez qu las compañías de supercómputo logran romper alguna barrera técnica, las compañías de microprocesadores pueden adoptar rápidamente tales elementos exitosos de los diseños de supercómputo, con pocos años de diferencia. El segundo factor, tal vez el más importante, fue la emergencia de un próspero mercado de la computadora personal y de negocios, con demandas cada vez mayores de rendimiento. Usos computacionales tales como las gráficas 3D, interfaces gráficas de usuario, multimedia y videojuegos fueron los factores impulsores de este mercado. Con un mercado tan grande, fluyero los dólares disponibles para la investigación y el desarrollo de procesadores económicos de alto rendimiento para el mercado casero. El resultado de esta tendencia hacia computadoras más rápidas y pequeñas, se hace evidente conforme los antiguos fabricantes de supercomputadoras están siendo adquiridos por compañías que fabrican estaciones de trabajo (Silicon Graphics compró Cray, y Hewlett-Packard compró Convex en 1996).

Como resultado, casi todo aquel con acceso a una computadora tiene ahora un procesador de "alto rendimiento". Conforme crecen las velocidades pico de esas nuevas computadoras personales, estas máquinas encuentra todos los retos de rendimiento típicos de las supercomputadoras.

Aunque no todos los usuarios de estaciones de trabajo personales requieran conocer los detalles íntimos del cómputo de alto rendimiento, aquellos quienes programan estos sistemas para extraerles el máximo rendimiento se beneficiarán de un entendimiento de las fortalezas y debilidades de estos novedosos sistemas de alto desempeño.