Astra, el superordenador ARM más potente del mundo, controlará un laboratorio de seguridad nuclear

Hewlett Packard Enterprise (HPE) junto al Departamento de Energía de los Estados Unidos, han sido los encargados de dar vida a Astra, el superordenador ARM más potente del mundo.

A diferencia de los superordenadores x86, este superordenador no solo ofrece potencia bruta, ya que con la arquitectura ARM se consiguen tres ventajas: velocidades de memoria un 33 por ciento más rápidas, un menor consumo energético, y todo ello en un espacio mucho más compacto.

Astra está compuesto por más de 145.000 núcleos repartidos en 2.592 servidores de doble procesador. Estos procesadores son los ThunderX2, con 28 núcleos ARMv8 cada uno, y ofrecen una configuración de memoria DDR4 de 8 canales, en comparación con los seis canales que se encuentran típicamente en las plataformas con chips x86. En su punto álgido, Astra puede ofrecer 2.3 PFLOPs (Petaflops) de potencia, por lo que le sitúan entre los 100 mejores superordenadores más rápidos del mundo, lista liderada por el recientemente anunciado Summit con 200 Petaflops de potencia.

Además, cada una de las CPU del sistema tiene acceso directo a una gran cantidad de memoria. Esa es una gran diferencia con respecto a la computación centrada en CPUs que vemos hoy en día, donde cada chip tiene acceso a pequeñas cantidades de memoria, y es difícil compartir información entre procesadores.

"Para que un procesador acceda a los datos que no se guardan en su propia memoria, el ordenador debe jugar un juego ineficiente de "Madre, yo puedo", por así decirlo."

"Un procesador debe solicitar acceso a otro procesador para lograr todo. Lo que es peor, la relación entre el almacenamiento y la memoria también es ineficiente. De hecho, en los ordenadores actuales se estima que el 90 por ciento del trabajo está dedicado a mover información entre niveles de memoria y almacenamiento."

En Sandia Labs, Astra formará parte de su programa prototipo Vanguard, que se centra en encontrar nuevas tecnologías para cumplir su misión principal: administrar las reservas nucleares de los Estados Unidos. Específicamente, será una prueba para ver qué tan bueno es un sistema basado en ARM para manejar todas las simulaciones físicas que Sandia realiza a diario.

"Con cualquier nueva arquitectura de hardware habrá desafíos y brechas de software", dijo James Laros, de Sandia, líder del proyecto Vanguard. "Esperamos que Astra sea la escala adecuada para abordar estos problemas, para identificar cualquier tipo de problema al respaldar su código de simulación".

Antes de invertir cientos de millones en una renovación completa del sistema, Sandia está realizando una inversión menor para demostrar la viabilidad de los servidores basados en ARM.

Las aplicaciones típicas de Sandia son "particularmente sensibles al ancho de banda de la memoria", dice Laros, hasta el punto en que las aplicaciones a veces se sobrecargan y se ralentizan con sus memorias caché. Compara el salto en el ancho de banda de ARM con cuando AMD colocó un controlador de memoria en sus CPUs en el año 2003, lo que les dio a esos chips una ventaja de velocidad mayor que la de Intel.

Mientras se está a prueba, Astra no reemplazará ningún sistema existente en Sandia, pero Laros dice que probablemente terminará siendo un sistema de producción eventual. Por el momento, es principalmente un experimento, pero es un experimento que tiene el potencial de remodelar el mundo de los superordenadores.