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La computación de alto rendimiento se va a la nube

Los números detrás de un fenómeno que crece día a día y las tecnologías subyacentes que hacen que todo este intercambio de dinero virtual sea posible.


03 febrero , 2022  |   Blog - DevOps & App Evolution

La computación de alto rendimiento se va a la nube

Cuáles son las principales aplicaciones de HPC y cómo se presenta el desafío de llevar todo ese poder a un modelo cloud.

Herramientas de inteligencia artificial que permiten entender y predecir los comportamientos del negocio a partir del análisis de un conjunto muy importante de datos, dispositivos de internet de las cosas que emiten grandes volúmenes información, aplicaciones de realidad virtual o realidad aumentada que ganan terreno, soluciones de procesamiento de imágenes en 3D para diferentes industrias, herramientas analíticas que procesan en tiempo real millones de datos…

Los datos son hoy una fuente de valor que permiten tanto a una empresa obtener ventajas competitivas o generar una experiencia única para sus clientes, como a un grupo científico hacer un descubrimiento que mejore la vida de millones de personas.

En la medida en que las aplicaciones empresariales se vuelven más exigentes en términos de capacidad de procesamiento, el concepto de computación de alto rendimiento (HPC, high performance computing) gana mayor relevancia: soluciones capaces de hacer hasta cuadrillones (es decir un millón de trillones) de cálculos en apenas un segundo. Su forma más conocida es la supercomputadora: miles de nodos computacionales que combinan su potencia y trabajan juntos en paralelo para resolver un problema. La consultora Hyperion Research, por ejemplo, estima que el mercado mundial de HPC alcanzará para fines de este año los US$44.000 millones.

Usos de alto desempeño

¿Cuáles son los casos de uso más transitados para HPC? Son numerosos y diversos, aunque en general tienen un componente en común: el procesamiento debe realizarse en tiempo real.

En el área de salud se aplican para generar avances médicos y descubrir nuevas vacunas y tratamientos. En la genómica, fue la tecnología clave para secuenciar el ADN. En el mundo de la energía, para encontrar y probar nuevas fuentes renovables. Y también, algunos gobiernos ya la implementaron para rastrear, seguir y pronosticar desastres naturales.

Para la industria aeroespacial es la oportunidad de probar simulaciones complejas y generar naves más seguras.

En la industria financiera sirve para la detección de fraudes, por otra parte, también se utiliza para la transmisión por streaming de un evento deportivo o cultural de alcance masivo, en la industria de oil & gas para la identificación precisa de pozos o activos… Las aplicaciones no tienen límites y dependen de la creatividad de cada organización.

La infraestructura de base

En líneas generales, una infraestructura típica de HPC debe contemplar tres aspectos: el procesamiento computacional, la red y el almacenamiento. La arquitectura suele componerse de servidores conectados en un clúster: esto significa un enorme número de equipos (muchas veces en el orden de los miles) trabajando en paralelo para incrementar el rendimiento.

Este trabajo puede realizarse de dos maneras. Una, llamada “cargas de trabajo intrínsecamente paralelas” consiste en dividir el problema en tareas pequeñas e independientes y distribuirlas en los servidores para que las ejecuten al mismo tiempo -en general sin comunicarse entre ellos- y luego devuelva el resultado. La segunda, “cargas de trabajo estrechamente acopladas”, consiste en tomar una tarea grande y dividirla en los nodos, que deben comunicarse continuamente entre sí para completarla.

Los nodos a su vez están vinculados en red al almacenamiento. Uno de los grandes desafíos en términos de infraestructura es lograr un balance entre estos componentes, de forma tal que todos funcionen a un ritmo equivalente y no se generen cuellos de botella.

El desafío de la nube

Históricamente, las implementaciones HPC se hicieron de manera on premise, en las instalaciones físicas de la empresa. Esto implicaba una inversión muy importante -excluyente para muchas organizaciones-, altos costos de gestión, necesidad de recursos especializados para mantener la arquitectura operativa e invertir dinero frecuentemente para mantener actualizada la infraestructura.

El nuevo desafío está en llevar el concepto de HPC a la nube: los proveedores se mantienen siempre a la vanguardia tecnológica, lo que elimina el riesgo de obsolescencia, y suelen ofrecer propuestas mucho más seguras de lo que se puede lograr internamente.

El desafío está en encontrar el proveedor adecuado que garantice no solo el rendimiento que promete (es decir, al menos iguales y frecuentemente superiores a las que se lograrían con la instalación propia), sino también, y fundamentalmente, que muestre experiencia con este tema.

HPC en un esquema cloud: una manera de llevar el poder computacional a las nubes. Literal y metafóricamente.

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