Ya es oficial: el próximo superordenador de China, el Dawning 6000 a petaescala, será construido exclusivamente con microprocesadores fabricados en el país. Weiwu Hu, arquitecto jefe de la familia de CPUs Loongson (también conocida como “Godson”) en el Instituto de Tecnología Informática (ICT), una división de la Academia China de las Ciencias, también confirma que el superordenador ejecutará Linux. Esto supone una gran diferencia en comparación con el último superordenador chino, el Dawning 5000a, que debutó en el puesto número 11 dentro de la lista de superordenadores más rápidos del mundo en 2008, y fue construido con chips AMD que ejecutaban la versión HPC Server de Windows.

La llegada del Dawning 6000 supondrá un acontecimiento importante para la familia de procesadores Loongson, que hasta la fecha ha sido utilizada sólo en netbooks de bajo precio y consumo eléctrico, así como en PCs nettop. Cuando el Dawning 5000a se anunció por primera vez, también se esperaba que se construyese con procesadores Loongson, aunque la Dawning Information Industry Company, que construyó el ordenador, finalmente se decantó por los chips de AMD, alegando una falta de soporte de Windows, así como la incapacidad de ICT para proveer un chip lo suficientemente potente a tiempo.

El Dawning 6000 estará terminado para mediados de 2010 como muy tarde, afirma Hu, y podría empezar a funcionar a finales de 2010 como muy pronto. Es la segunda vez que un representante de ICT promete un superordenador construido completamente con procesadores Loongson.

El desarrollo de Loongson 3 comenzó en 2001 como resultado del décimo programa de cinco años de China. Todos los chips de la familia Loongson están basados en el set de instrucciones MIPS—originalmente desarrollado en los años 80 y hoy día poco popular entre los ordenadores de sobremesa y servidores, aunque aún se usa en muchos dispositivos integrados. En la actualidad, la lista de los Top 500 está dominada por chips x86, y las CPUs con chips distintos al x86 ocupan menos del 15 por ciento de los sistemas de alto rendimiento de la lista.

“Esta es una arquitectura MIPS de muy alto rendimiento en la que, cuando se ejecuta bajo una configuración en grupo, alcanza una enorme potencia,” afirma Art Swift, vicepresidente de marketing en MIPS Technologies, con sede en Sunnyvale, California, encargada de desarrollar la arquitectura MIPS.

Un estudio publicado en 2009 propone la utilización de chips Loongson 3 en grupos de hasta 16 núcleos para conseguir rendimientos extremadamente altos. Tom Halfhill, analista en Microprocessor Report, calcula que esta configuración, que alcanza la marca de rendimiento del petaflop (mil billones de operaciones por segundo) podría requerir un mínimo de 782 chips de 16 núcleos.

Halfhill señala que el Loongson 3 guarda pocas diferencias respecto a la última generación del chip, el Loongson 2F, que ya está disponible para PCs de consumo. Las diferencias principales son que incluye traducción de hardware para instrucciones x86 (utilizadas en la mayoría de los microprocesadores fabricados por Intel y AMD), e incorpora múltiples núcleos—desde cuatro hasta los 16 propuestos—cada uno de ellos capaz de procesar comandos de forma independiente. El Loongson 3 es multihilos, lo que permite a un único núcleo ejecutar múltiples instrucciones de forma simultánea. (Tanto Intel como Sun ya han incorporado la tecnología multihilos en varios de sus chips.)

Las generaciones 2 y 3 del Loongson utilizan el mismo núcleo de propósito general, aunque el Loongson 3 une más núcleos juntos. Actualmente existe un prototipo de un chip Loongson 3 con cuatro núcleos, y una versión final del chip, de 64 nanómetros, fue “esbozada” el pasado diciembre, lo que significa que la descripción final del chip será enviada próximamente al fabricante, STMicroelectronics.

Aunque el Loongson 3 de cuatro núcleos podría encontrar aplicaciones en todo lo que vaya desde los PCs de sobremesa hasta los decodificadores (el chip incorpora instrucciones adicionales diseñadas específicamente para aumentar la velocidad de la reproducción de contenidos multimedia), probablemente se necesitará una versión de ocho núcleos para su uso en el superordenador a petaescala propuesto. Esa versión incorporará cuatro núcleos normales, junto a cuatro coprocesadores “GStera” diseñados específicamente para cálculos matemáticos intensivos. Estos coprocesadores son especialmente significativos puesto que son mejores a la hora de manejar cálculos matemáticos de gran intensidad, incluyendo el test LINPACK, que utiliza álgebra lineal para medir el rendimiento de los superordenadores más rápidos del mundo, y así determinar su clasificación (y los derechos para presumir de máquina de sus propietarios) en la lista Top 500 de superordenadores.

Jack Dongarra, el científico informático que creó el test LINPACK, afirma que la arquitectura propuesta del Dawning 6000—núcleos multi-propósito emparejados a coprocesadores para ciertos tipos de cálculos matemáticos—sigue el estándar del diseño de superordenadores.

El Loongson 3 de cuatro núcleos ya incorpora dos unidades de punto flotante de 64 bits en cada uno de sus núcleos. Por tanto, en teoría, se podría usar como chip en un superordenador. Sin embargo, sería necesaria la utilización de una cantidad ampliamente superior de estos núcleos para alcanzar la misma potencia de procesado, afirma Dongarra.

Intel no se inmuta ante la posible aparición de un nuevo contrincante patrocinado por el estado dentro del campo de la computación de alto rendimiento. “Medir el impacto competitivo de un producto que todavía no existe es siempre problemático, y normalmente nos abstenemos de hacerlo,” afirma Chuck Mulloy, portavoz de Intel. “Durante toda nuestra historia nunca ha habido un momento en que no tuviésemos que encararnos a un competidor. No esperamos que eso vaya a cambiar—de hecho es algo que aceptamos.”

Dongarra advierte que no tiene sentido especular acerca del rendimiento del próximo Dawning 6000 hasta que se hayan realizado los tests de medición (‘benchmarks’), puesto que la arquitectura MIPS no es un estándar dentro de la computación de alto rendimiento. “Aunque les deseo lo mejor, creo que existen una gran cantidad de retos a superar antes de que el sistema acabe funcionando,” afirma Dongarra. Entre estos retos se incluye la necesidad de adaptar el software que Dawning ejecute.

Halfhill, que ha viajado hasta el ICT en Beijing para informar acerca del nacimiento del Loongson 3, cree que cualquiera que sea el rendimiento del sistema, sólo es una cuestión de tiempo antes de que China construya un chip nacional que resulte competitivo frente a los producidos en occidente. “Técnicamente no existe nada que les impida crear procesadores de calidad mundial,” afirma. “Tienen arquitectos y científicos informáticos tan inteligentes como los nuestros.”