El nombre supercómputo, también llamado cómputo de alto rendimiento o de alto desempeño, se refiere al uso de las computadoras más poderosas que existen, aquellas que actualmente se usan para hacer operaciones matemáticas que serían imposibles en las computadoras de escritorio; estos cálculos son normalmente de tipo científico pero no necesariamente, por ejemplo cabe mencionar que las empresas que se dedican a hacer películas animadas o con efectos especiales, cuentan con equipos de supercómputo comparables a los de los mejores centros de investigación del mundo. Las supercomputadoras poseen capacidades de procesamiento, comunicaciones y almacenamiento que son decenas o centenas de veces mayores que las usadas por computadoras convencionales. Una supercomputadora puede realizar en unos cuantos días cálculos que en computadoras personales tomarían años para terminarse.
El uso del supercómputo con fines científicos permite abordar una gran cantidad de problemas científicos que de otro modo serían difíciles o imposibles de resolver. Por ejemplo, la predicción confiable del clima a escalas de tiempo cada vez mayores sería imposible sin el uso de las supercomputadoras. Otros ejemplos son la simulación de la creación y evolución de las galaxias que componen a nuestro Universo; el estudio de nuevos fármacos en el tratamiento de enfermedades; el estudio de las corrientes de aire en un nuevo diseño aerodinámico de un avión o de un auto; la búsqueda de números primos que tienen más de 100 millones de dígitos; el análisis de los datos de los mayores aceleradores de partículas para buscar nuevas partículas; el análisis de los datos del movimiento de las galaxias para entender mejor la expansión acelerada del Universo; el estudio de nuevas moléculas, por mencionar solo algunos.
En contraste con las computadoras portátiles y las de escritorio que poseen un procesador, las supercomputadoras actualmente se construyen con cientos de miles de procesadores que trabajan simultáneamente. La lista de las 500 supercomputadoras más rápidas del mundo, conocida como “Lista TOP500”, se publica cada seis meses, de modo que la última lista se publicó en junio de 2016. En esta lista la computadora más rápida del mundo la ocupa una computadora recién construida que se llama “Sunway TaihuLight” y que pertenece al gobierno de China. La velocidad de cómputo de las supercomputadoras modernas se mide en unidades de PetaFLOPS, donde el prefijo Peta equivale a un uno seguido de 15 ceros, así como el prefijo kilo equivale a un uno seguido de tres ceros, y FLOPS es un acrónimo que significa “operaciones de punto flotante por segundo” por sus siglas en inglés. Esta supercomputadora china posee una velocidad máxima de cómputo de 93 PetaFLOPS, desplazando a otra supercomputadora también china que había sido la más rápida durante los últimos tres años. Mientras que la supercomputadora más rápida de Estados Unidos, llamada Titán, que hace cuatro años era la más rápida del mundo quedó ahora en el tercer lugar.
Aparte del uso de los procesadores convencionales, conocidos como CPUs por sus siglas en inglés, algunas supercomputadoras están usando un nuevo tipo de procesamiento que tiene sus orígenes en las tarjetas de video y que se llaman unidades de procesamiento gráfico (GPUs). Las GPUs tienen la ventaja de que, para una misma velocidad de supercómputo, son más baratas y consumen menos electricidad que los sistemas basados en CPUs. Podemos esperar un número cada vez mayor de supercomputadoras de tipo híbrido que usen tanto procesadores centrales CPU como tarjetas de GPU, como es el caso de la supercomputadora Titán. La aparición de las tarjetas GPU en supercómputo científico viene a aliviar en parte la preocupación de la comunidad científica de que cada vez se hace más difícil que se siga cumpliendo la llamada Ley de Moore, la cual expresa el hecho empírico de que, en los últimos 50 años, los fabricantes de procesadores de cómputo han logrado duplicar cada dos años el número de transistores en sus chips. Por otro lado, la anhelada computación cuántica, la cual permitirá incrementar dramáticamente la velocidad de supercómputo, aún tiene muchos obstáculos que superar antes de convertirse en una realidad.
Podemos afirmar que en prácticamente todas las áreas del conocimiento se requiere actualmente, o se requerirá en el futuro próximo, del uso de la supercomputación, lo cual nos permitirá aumentar substancialmente nuestro conocimiento de la naturaleza y sin duda incrementar la duración y la calidad de la vida humana.
