Computació Paralel.la


Segurament, deus estar familiaritzat amb els diversos components d'un ordinador: processador, memòria RAM, disc dur, etc. Mentre els diversos tipus de memòries s'encarreguen de guardar els programes i les dades corresponents, el processador s'encarrega de la execució de la succesió d'instruccions dels programes. Aquestes instruccions s'executen de manera seqüencial, una rera l'altra.

Els ordinadors convencionals, com ara un pc, tenen només un processador i, des d'aquest punt de vista, s'anomenen ordinadors serials o seqüencials perquè executen les instruccions una rera l'altra, amb un ordre ben determinat.

Des de fa mes de 30 anys, existeixen ordinadors amb més d'un processador. Aquest tipus d'ordinador permet efectuar diverses instruccions alhora i, per tant, reben el nom genèric d'ordinadors paral.lels.

Fins no fa gaire, els ordinadors paral.lels nomès es podien trobar en grans centres de càlcul i eren usats en projectes científics amb grans requeriments de càlcul, com ara fer prediccions del temps, simular el comportament d'un cert disseny d'avió o els efectes d'una explosió nuclear.

En la dècada dels 90 (i sobretot en la seva segona meitat), la contínua devallada dels costos dels ordinadors facilità la introducció més general dels computadors paral.lels dins del món de la computació científica. Fixeu-vos que, en l'actualitat, en moltes botigues d'informàtica podeu trobar ofertes de pcs amb dos processadors que són, a tots els efectes, un ordinador paral.lel.

Per altre banda, l'abaratiment de les xarxes d'ordinadors ha obert noves possibilitats per a la construcció de computadors paral.lels a baix preu. Potser l'exemple amb més èxit dins d'aquesta línia el constitueixen els clusters de pcs: són un conjunt de pcs interconnectats via una xarxa ràpida que pot funcionar, amb els programes adequats, com un si fos un únic ordinador amb molts processadors. Aquest disseny ha fet possible l'accés generalitzat als computadors paral.lels i està portant una petita revolució dins del món de la computació científica.

Motivats pel nostre interès en aquest tema, un grup de professors hem construit un cluster de pcs per a usar-lo en diversos projectes de recerca en què estem implicats, i que requereixen una gran quantitat de càlculs. La primera versió d'aquest cluster (que anomenem  HIDRA, el monstre mitològic de mùltiples caps) podia efectuar uns sis mil milions de multiplicacions per segon. Recentment, hem ampliat HIDRA (essencialment, hem afegit més pcs al cluster) fins a una capacitat d'uns 36 mil milions de multiplicacions per segón, que el converteix en un dels ordinadors més potents de l'estat espanyol.

La possibilitat d'efectuar moltes tasques diferents de manera simultania esta tenint un impacte important dins el camp de la computació científica. En aquest context, les matemàtiques esdevenen l'eina bàsica per al disseny de nous algorismes de càlcul que aprofitin aquesta capacitat paral.lela.