Hoy es el 40 aniversario del considerado como primer microprocesador de consumo, y así se recoge por la prensa especializada. El microprocesador Intel 4004, originariamente incluido como motor de una calculadora, fue el inicio de la escalada de Intel, que partió con el nombre NM Electronics (de Bob Noyce y Gordon E. Moore, sus fundadores) en 1968. Hoy el gigante le ha dedicado un microsite al 4004 que puedes ver aquí.

Al año siguiente, 1972, y ya con tecnología de 8 bits, aparecía el Intel 8008 listo para embarcarse en un computador. Aunque no sería hasta 1974 cuando realmente se empezaron a fabricar procesadores para ordenadores de propósito general con el mítico Intel 8080. Poco después se dió paso a las primeras arquitecturas de 16 bits de gran aceptación en el mercado (Intel 8086 y 8088), y de ahí a las de 32 bits aún presentes en muchos computadores domésticos.

Hoy la tendencia en los computadores de consumo (muy comentada en este blog) es la clara apuesta por los procesadores de múltiples núcleos de procesamiento. En 2005 empezaron a comercializarse los dos núcleos en un mismo chip (comentado en este post) y ahora se anuncian las primeras tablets con hasta 4 núcleos de procesamiento con la versión 3 de Nvidia Tegra (comentada la primera versión aquí en 2009). Estos días se puede leer la noticia del superchip de 50 núcleos de Intel, el Knights Corner, del que si queréis podremos seguir por este blog.

Felicidades Intel.

Pinche aquí para ver el vídeo

Enlaces sobre la noticia:

http://www.intel.com/about/companyinfo/museum/exhibits/4004/docs.htm

http://www.xataka.com/componentes-de-pc/intel-4004-cuarenta-anos-para-la-historia

http://www.extremetech.com/computing/105029-intel-4004-the-first-cpu-is-40-years-old-today

Desde hace tiempo Mare Nostrum del Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC) era el #1, pero desde este mes de Junio Magerit, perteneciente al CeSViMa de la Universidad Politécnica de Madrid, le adelanta según informa el Top500 (ranking mundial de supercomputadores). El Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid (CeSViMa) se formó en 2004 en el campus de Montegancedo de la UPM (junto a la Facultad de Informática) con la intención de poner a disposición de los usuarios equipos de supercomputación y visualización interactiva, promocionar la computación de altas prestaciones y realizar actividades de investigación para generar software especializado para tareas de supercomputación. CeSViMa pertenece a la Red Española de Supercomputación (RES) desde 2007 ofreciéndole un 20% de su capacidad de cálculo para que valore investigaciones susceptibles de usar el supercomputador.

Magerit ha sido actualizado recientemente por IBM para dotarle de 245 nodos de 2 procesadores Power7 (desde los 124 nodos PowePC iniciales) y ofrecer 103,4 TeraFlops (103,4 x10¹² operaciones por segundo), situándolo en la posición 136 del Top500 (Mare Nostrum queda relegado a la 170).

Pinche aquí para ver el vídeo

Nota: Se nos adelanta el propio Notiweb informando sobre Magerit.

Enlaces de Interés:

http://www.top500.org/list/2011/06/100

http://www.xataka.com/otros/magerit-el-nuevo-supercomputador-de-la-upm

http://www.elmundo.es/elmundo/2011/06/22/navegante/1308739307.html

Hace 20 o 25 años era fácil elegir un ordenador y saber de manera aproximada cómo se iba a comportar solo leyendo el nombre del procesador. Podíamos leer 286, 386, 486 (en el generalista mundo de Intel), y para mayor información solía ir acompañado de unos valores mágicos, 20 MHz, 33 MHz, 40 MHz, etc., que nos daban idea de la frecuencia a la que harían las operaciones necesarias para hacer funcionar las aplicaciones. Es decir, que una vez asumida una familia de procesadores, el valor que lo acompañaba nos indicaba de alguna manera la velocidad del ordenador. Ya en los 90 aparecieron los modelos Intel Pentium y ahí la cosa también parecía fácil, con versiones estándar, versión Pentium II, Pentium III, Pentium 4, que a su vez llevaban cada vez más elevados números mágicos de 266 MHz, 700 MHz, 1.2 GHz.

Pero en la pasada década algo debió ocurrir, porque alrededor de 2005, llegados a las últimas versiones de los Pentium 4, con frecuencias de reloj de 3.0 GHz a 3.6 GHz en los más extremos, todo se hizo más complejo para el que quería comprarse un ordenador de sobremesa.

Y entonces aparecieron los multicores

Los fabricantes empezaron a utilizar valores menores en las frecuencias de reloj, y de un 3.2GHz se pasaba a rondar los 1.8-2.8 GHz. La sencilla nomenclatura de las familias anteriores empezaron poco a poco a complicarse con los Intel Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core i7, Core i5, i3 y en ninguno (o salvo casos muy excepcionales) no se ven acompañados por aumentos en frecuencias de reloj. La razón ya la hemos comentado en este blog de vez en cuando, y tiene que ver con los aumentos de potencia y problemas de disipación de calor que tendrían estos equipos al disminuir los procesos de integración y aumentar las frecuencias de reloj.

Como dato orientativo, aumentar un 1% la frecuencia de reloj implica aumentar alrededor de un 3% el consumo energético (y por tanto el calor) y tan solo produce aproximadamente un 0.66% de mejora en rendimiento. Así, aumentar un 15% la frecuencia de reloj, implicaría aumentar un 45% el consumo energético y solo mejorar un 9% el rendimiento. Continuar con esta línea haría insostenible el consumo energético de grandes equipos así como las necesidades de refrigeración de los mismos. No, no es el camino. ¿Qué pasa si disminuimos la frecuencia de reloj una vez que alcanzamos un tope? Pues a la inversa. Si bajamos un 15% la frecuencia de reloj (por ejemplo de 3 GHz a 2.5 GHz) reducimos consecuentemente un 45% el consumo energético (aproximadamente la mitad) y nos quedamos al 90% de rendimiento. Eso de disminuir el rendimiento no es lo que buscábamos, pero ¿qué pasa si duplicamos el número de procesadores? Bueno, entonces la cosa cambia porque pasamos a tener un sistema que aproximadamente consume lo mismo (2 procesadores que consumían aproximadamente la mitad) y sin embargo obtenemos un incremento del 180%, es decir, casi el doble de rendimiento.

Por tanto, y como hemos incidido en más de una ocasión, se acabaron los procesadores mononúcleos, o de un único núcleo de procesamiento, se acabaron los aumentos infinitos en las frecuencias de reloj, excesivo consumo y calor, y recibimos con los brazos abiertos las tecnologías multicore y manycore.

Como Mourinho puede seguir preguntando con su característico “¿por qué?”, seguro que mucho mejor que nosotros lo explica el siguiente vídeo de escasos 9 minutos de Intel.

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Cuando siendo adolescente mi abuela me preguntaba que qué hacía tanto tiempo delante de la pantalla del ordenador además de quedarme ciego, no podíamos imaginar que tiempo después todos tendríamos la dependencia a la máquina que tenemos, y que tendremos. En otro post hablaremos de los tablets y smartphones que tan de moda se han puesto para socializar, con capacidades de navegación, correo electrónico y acceso a redes sociales, buenas cualidades fotográficas y adictivos videojuegos, y que ya desbancan al uso de portátiles en muchos casos (basta saber que está previsto que durante este mes de junio Google Maps se utilice más desde esos dispositivos móviles que desde PCs de escritorio).

Pero por el momento vamos a seguir descubriendo y promocionando la supercomputación de consumo. En muchos laboratorios de investigación la simulación de procesos mediante el computador es el día a día. Programas desarrollados en determinados lenguajes de programación, como Fortran, Java o C, describen la realidad a través de procesos y aproximaciones para dar resultados y conclusiones sobre la naturaleza, la vida, para nuestro bienestar. Muchos de estos programas se ejecutan en ordenadores corrientes, de consumo.

La década que acaba de pasar se denominó computacionalmente como la de la computación a petaescala, describiendo que las grandes arquitecturas ofrecían rendimientos de PetaFLOPS, o bien de 10¹⁵ operaciones (de valores en coma flotante, reales de precisión simple) por segundo. El primer supercomputador en llegar a la petaescala fue el Roadrunner de IBM en 2008. ¿Para qué tanto poder de cómputo? Hay muchos problemas con alta necesidad de cómputo, como el plegado de proteínas, las predicciones de mercados, meteorología o simulaciones nucleares. Pero el interés en las arquitecturas de cómputo está en no quedarse ahí sino continuar ofreciendo mayor rendimiento de la mejor manera, y si lo que ayer era un supercomputador, hoy es un ordenador de sobremesa y mañana será el último dispositivo de bolsillo.

¿Qué es lo siguiente?, hemos entrado en la década de la computación a exaescala (10¹⁸ operaciones por segundo) prevista para ser alcanzada entre 2017 y 2021. En febrero podíamos leer en los medios de consumo que la administración de Obama había destinado 126 millones de dólares en financiar la investigación para alcanzar la exaescala una vez que China había liderado el Top500 de los supercomputadores. ¿Se trata de integrar más y más transistores?, sí, pero además tener algunos factores en cuenta, como la mejora tecnológica (procesos de integración menores, menores consumos de potencia,…) que dará un factor x4, así como otras cuestiones de diseño (paradigma de programación, exposición de los datos en las simulaciones, formas de acceso a ellos mediante jerarquías de memorias más eficientes,…) que daría un factor x50. Solo llegar a entender que actualmente es más costoso (energéticamente) acceder a un operando que realizar una operación sobre él ya da una idea de las medidas a tomar.

William (Bill) J. Dally, prestigioso catedrático de la aún más prestigiosa Universidad de Stanford, ofreció estos días una interesante charla en el IEEE IPDPS denominada “Energía, programabilidad y granularidad: los retos de la computación a exascala” (“Power, Programmability, and Granularity: The Challenges of ExaScale Computing”) que extiende todas estas ideas y que hemos querido compartir con los lectores del blog. Algunas conclusiones son: hagamos que el caso especial sea el código serie e insertemos la programación paralela en nuestros estudios hoy mismo. Facilitemos el acceso a estos paradigmas para que no solo el cambio venga de los expertos en supercomputación, sino de los químicos, los físicos, los biólogos y todo el tejido investigador. El comienzo es que empecemos a descubrir interesantes herramientas que se van poniendo a nuestra disposición, como OpenCL, CUDA, ArBB, TBB, etc., para sacar mayor y mejor partido a nuestros sistemas.

Vídeo (aproximadamente 1 hora de duración): http://techtalks.tv/talks/54110/

Lo veníamos diciendo y se hizo realidad. Watson, el supercomputador de IBM, terminó ganando a los mejores concursantes humanos en el concurso televisivo “Jeopardy!” (tipo Pasapalabra). Mucho potencial de cálculo, una sorprendente capacidad de aprendizaje, un análisis profundo de datos, interpretación del lenguaje natural creado por la humanidad para superar a la humanidad. Con miedo de una mala imagen mediática, IBM se ha apresurado a analizar la victoria de Watson a través de un titular directo y esclarecedor en su web: “Humans win!” (“La humanidad gana”). Porque sin duda es un gran avance técnico, científico y un paso más en la aplicación de la inteligencia artificial.

Ahora se abren nuevas perspectivas de aplicación, en las finanzas, en call centers, para la búsqueda automática de la enfermedad dada la sintomatología, etc. En definitiva, respuestas automáticas más inteligentes. Puedes seguir los comentarios de los creadores de Watson a lo largo del video resumen de la final de “Jeopardy! The IBM Challenge”:

Pinche aquí para ver el vídeo

Sugerimos seguir estas dos reseñas escritas con anterioridad en este mismo blog:

Recuerdos de Deep Blue en DeepQ&A: La computación paralela más mediática

Watson, el supercomputador de IBM más listo del mundo, gana los encuentros previos de Jeopardy!

Leemos en el blog de Sinapsis de nuestro compañero Antonio de Orbe que Watson, el supercomputador del que ya hemos hablado en este blog, se ha enfrentado ya a humanos en fases de calentamiento del concurso Jeopardy!

Watson, el superordenador de IBM más listo del mundo ha ganado los encuentros de entrenamiento de Jeopardy. Ya están disponibles algunos vídeos de las rondas de entrenamiento. Cuando comenzó su andadura hace ya 4 años, el comportamiento de Watson era desesperante para sus creadores. Tras enormes esfuerzos, Watson está a punto de competir con previsible éxito en Jeopardy (concurso televisivo americano semejante a Pasapalabra). Ken Jennings y Brad Rutter, los dos mejores concursantes de la historia de Jeopardy serán sus rivales durante tres días, el 14, 15 y 16 de febrero de 2011.

Watson, llamado así por el fundador de IBM Thomas J. Watson, fue construido por un equipo de científicos de IBM que se propuso lograr un gran reto – construir un sistema de cálculo que rivalizara con los humanos en capacidad para responder a preguntas formuladas en lenguaje natural con velocidad, precisión y confianza. El formato Jeopardy! proporciona un desafío definitivo, porque las pistas del juego implican analizar sutilezas, ironía, adivinanzas y otras complejidades en las que sobresalen los seres humanos y los ordenadores tradicionalmente no lo hacen. El premio del concurso será de 1M de dólares. Los concursantes ya han anunciado que donarán parte de sus ganancias.

Según se acerca el enfrentamiento que verán en directo millones de americanos, IBM ha puesto en marcha su maquinaria mediática y hay ya disponible mucha información sobre Watson. Dado que se trata de lenguaje natural y relativo a la cultura americana, el material presenta una indudable dificultad para los hablantes no nativos de inglés. En el futuro, Watson manejará también otros idiomas.

Watson implementa cientos de algoritmos de lenguaje natural inéditos hasta la fecha. Lo hace en paralelo de modo que llega a varias respuestas distintas (en los vídeos disponibles se muestran las 3 mejores). Realiza un análisis de confianza en las mismas y solo responde cuando está razonablemente seguro de alguna de ellas (en Jeopardy las respuestas incorrectas son penalizadas).

¿Cuál es la novedad? ¿No es lo que hace Google? No, Google depende de nosotros al menos de dos formas. En primer lugar, necesita que formulemos las preguntas en lenguaje de ordenador, eligiendo unas pocas palabras como claves cuya relación es intrascendente. Así, el perro negro de la casa no se distingue de la casa negra del perro, el perro de la casa negra o la casa del perro negro. En segundo lugar, Google nos lanza una lista de resultados entre los que nosotros debemos elegir.

Pero Watson hace esto a un coste: una gigantesca capacidad de proceso y almacenamiento. En concreto:

• 10 racks servidores POWER7 750
• con 15 terabytes de RAM y 2,880 núcleos de procesamiento
• hasta 80 teraflops (80.000.000.000.000 operaciones por segundo)

¿De qué forma interacciona Watson con los humanos? Esta es quizá una pequeña desilusión. No usa reconocimiento de voz. “No puede ver ni oír” por lo recibe la información como texto electrónico, en el mismo instante en que la pregunta incide en las retinas de los otros concursantes. Aunque los concursantes a veces aprietan el pulsador antes de conocer la respuesta correcta (porque creen que la conocen y así tienen algún segundo extra), Watson debe esperar a estar seguro. Entonces, un dedo mecánico aprieta el pulsador (exactamente el mismo tipo que usan los concursantes humanos). Cuando el presentador le cede el turno, Watson convierte su respuesta de texto a voz sintetizada y habla.

“Cuando lo habitual es avanzar centímetros en Inteligencia Artificial, nosotros hemos avanzado kilómetros” dicen John Kelly III, ejecutivo de IBM y Dave Ferrucci, creador de la criatura. Los siguientes pasos: “El mundo de la medicina, o Doctor Watson si prefieren”. Watson puede consultar todos los textos médicos del mundo en segundos. Después, buscar interacciones potenciales entre medicamentos, antecedentes judiciales de un caso, conformidad con la legislación en el mundo financiero, call centers…

Pinche aquí para ver el vídeo

Aunque de sugerente nombre, Sandy Bridge no es la última modalidad de cerveza o bebida refrescante, sino el “nombre artístico” de la última propuesta de Intel para los ordenadores de consumo. Anunciado en su propia conferencia (IDF, Intel Developer Forum 2010) el pasado mes de septiembre, la Sandy Bridge es la segunda generación de la familia de procesadores Intel Core que irrumpirá en el mercado tras la feria anual CES (Consumer Electronic Showcase) a principios del nuevo año 2011.

Recientemente ha salido a la prensa que Apple dejará de incluir procesadores gráficos NVIDIA para embarcarse en una alianza con Intel gracias a esta arquitectura Sandy Bridge y no hemos querido dejar la oportunidad de describir ligeramente a la misma.

Sandy Bridge es una arquitectura cuya mayor novedad es la inclusión de un procesador gráfico físicamente en el mismo chip que el procesador central así como con un número de innovaciones adicionales en torno a esta idea (por ejemplo nuevos juegos de instrucciones multimedia de 256 bits), y se sigue fabricando sobre un proceso de 32 nm, igual que la última generación anterior (Westmere para los Intel Core), para continuar con la filosofía de Intel denominada Tick-Tock en la que hay una reducción del proceso de fabricación, unos meses después (alrededor de 6) de cada lanzamiento de una microarquitectura nueva. Es decir, que ahora toca el lanzamiento de la nueva arquitectura Sandy Bridge con igual proceso de fabricación que la última anterior, y dentro de unos meses se mejorará para reducir de 32 nm a 22 nm el proceso de fabricación, más tarde se lanzará otra nueva arquitectura de 22 nm (Haswell) y posteriormente se reducirá su proceso de fabricación, etc.

La idea de integrar los gráficos en la CPU no es algo nuevo, y de hecho, parece una vuelta atrás, sin embargo se diferencia en que ahora sí que hay (o eso nos dicen) unos procesadores gráficos externos a la CPU, aunque incluidos en el mismo chip. Unos gráficos sobre esta geometría se pueden ver en el siguiente vídeo.

Pinche aquí para ver el vídeo

Enlaces de interés:

http://www.intel.com/idf

http://software.intel.com/en-us/avx/

http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Tick-Tock

http://www.xataka.com/otros/intel-sandy-bridge-se-confirma-para-2011-como-una-pequena-evolucion-de-los-nehalem

http://www.youtube.com/watch?v=vliLjL4SSsA

La noticia aparecida en diferentes medios (inclusive Notiweb como ya lo comentamos el pasado 3 de noviembre) sobre la previsión de que el #1 del ranking de supercomputadores incluyera procesadores gráficos “de uso común” como elementos de cómputo de altas prestaciones se hace una realidad. El pasado 15 de noviembre Top500 publicaba la lista de los supercomputadores más potentes en la realización de las tareas que se toman como métricas para establecer este ranking. El que fuera el #1, Jaguar, del Departamento de Energía de Estados Unidos, queda relegado al segundo lugar. Quizá interesante es que de los 5 primeros supercomputadores de la lista, 3 de ellos estén basados en estas tecnologías gráficas “de consumo”, desde luego un valor mediático para empresas como NVIDIA, uno de los líderes en la industria de los procesadores gráficos de consumo.

De hecho, a estos elementos de aceleración poco tradicionales, tales como los procesadores de consumo que incluyen algunas videoconsolas, procesadores gráficos, etc. se denominan “aceleradores”. De la lista del Top500, 17 de ellos utilizan GPUs (procesadores gráficos) como aceleradores (1 de ellos procesadores AMD-ATI, el resto NVIDIA) y 6 utilizan multiprocesadores Cell (utilizados por videoconsolas Playstation3). En lo relativo a la procedencia de los supercomputadores, China toma el segundo puesto en visibilidad, por detrás de Estados Unidos (275 de 500, bajando de 282 en Junio), y dejando atrás a Japón, Francia, Alemania y Reino Unido.

Enlaces de interés:

http://top500.org/lists/2010/11/press-release

A los colaboradores de este blog nos alegra enormemente ver cómo noticias relacionadas con los procesadores de consumo en el mundo de la supercomputación empiezan a despertar interés en algunos de los medios de comunicación más importantes. Por ello, leer la noticia de que en estos momentos Tianhe-1 lideraría el Top500 en los diarios El País, El Mundo, ABC, así como en básicamente todas las agencias de noticias generalistas (y obviamente en las especializadas) ha sido motivo de satisfacción para los que hemos esperado pacientemente a que este momento se produjera. Llegamos algo tarde a comentar este suceso, y encantados de que la redacción del boletín de Madrimasd haya hecho eco de ello en nuestra ausencia, pero no por retrasados (en el tiempo, se entiende) queríamos dejar pasar la oportunidad de incidir en este relevante hecho.

Tianhe-1 ya anunció su potencial en Junio de 2010, posicionándose en el séptimo lugar del ranking, y ha sido ahora cuando ha demostrado su gran escalabilidad liderando la lista. Por su parte, ya reseñamos el momento (noviembre 2008) en el que entraba en el Top500 el japonés TSUBAME, el primer supercomputador que incluía procesadores gráficos entre sus elementos de cómputo de altas prestaciones (ver aquí: http://www.madrimasd.org/blogs/supercomputacion_de_consumo/2008/11/18/107199).

Lo que ahora está sucediendo es algo que se veía venir desde lejos, aunque no sea todo tan claro y simplificado como aparenta ser (y totalmente de acuerdo con las palabras del profesor Mateo Valero reproducidas en Madrimasd) y sin querer extraer de ello ninguna lectura política.

Enlaces de interés:

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/China/desbanca/EE/UU/superordenador/rapido/mundo/elpepusoc/20101028elpepusoc_6/Tes

http://www.elpais.com/articulo/Pantallas/Carrera/records/informaticos/elpepirtv/20101103elpepirtv_2/Tes

http://www.abc.es/20101029/tecnologia/superordenador-chino-convierte-rapido-201010291130.html

http://www.elmundo.es/elmundo/2010/10/28/navegante/1288268546.html