LUMI es la supercomputadora más poderosa en Europa y que se encuentra en la ciudad de Kajaani en Finlandia, a 250 kilómetros al sur del Círculo Polar Ártico. Lumi, inaugurada en 2022 tiene diversos usos, como la modelización climática y la búsqueda de fármacos, y sus componentes la colocan como la tercera supercomputadora más poderosa del mundo (dato crucial 1).

A su vez, LUMI también ofrece una visión a futuro de la computación de alto rendimiento ya que por su abanico de posibilidades es capaz de desarrollar una amplia variedad de aplicaciones debido a su potencia de cómputo (dato crucial 2).

La industria informática tiene importantes implicaciones en el medio ambiente, debido a su consumo de energía (dato crucial 3). Sobre todo, en un contexto donde las entidades gubernamentales hacen promesas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, lo cual motiva a la industria tecnológica a buscar nuevas formas de impulsar la eficiencia de sus productos, donde el trabajo se desarrolla en tres niveles: los microchips individuales, las computadoras construidas a partir de los chips y los centros de datos albergados en las computadoras.

Partiendo de los microchips, las computadoras se han hecho más eficientes en los últimos 80 años (dato crucial 4). Dicha eficiencia se ha apegado tal cual la Ley de Moore, la cual expresa que aproximadamente cada dos años el número de transistores se duplica en un microprocesador.

Cuando las cosas están bajas

Siguiendo la Ley de Moore, mediante la reducción de los circuitos existe un efecto secundario que da como resultado que estos sean cada vez más sencillos, lo que se conoce como escalado de Dennard, en honor al científico Robert Dennard. Aunque las computadoras cada vez son más eficientes por medio de la reducción de componentes, lamentablemente el ritmo de eficiencia se ha ido desacelerando desde mediados de la década de 2000 debido a la complejidad de trabajar con componentes extremadamente pequeños (dato crucial 5). Dicha situación, ha impulsado a los fabricadores de chips a trabajar arduamente en buscar ganancias que antes obtenían fácilmente y a mejorar la eficiencia energética como una prioridad.

Cabe destacar que la unidad central de procesamiento (CPU, por su sigla en inglés) de LUMI es fabricada por la firma estadounidense AMD, que junto con los superordenadores, alimentan muchos centros de datos de los cuales depende el funcionamiento de internet. Al día de hoy, los chips de LUMI tienen como prioridad mantener el bajo consumo de energía; de ese modo, esperan multiplicar la eficiencia de sus chips por 30 para 2025.

Una opción más para aumentar la eficiencia de los chips es trasladar parte del trabajo que hace la CPU hacia la llamada unidad de procesamiento gráfico (GPU, por su sigla en inglés), la cual ha resultado ser bastante buena en la producción de gráficos para videojuegos, gestionar la conexión de red (antes tarea de la CPU), y en general, también son capaces de realizar varias operaciones a la vez.

El mejorar la eficiencia sigue siendo una interrogante, debido a que la transferencias de señales consumen grandes cantidades de energía, por lo que el objetivo principal sería disminuir dicho consumo y es donde surge la Topología de la libélula, la cual es un sistema donde los chips están conectados entre si en forma de grupos, lo que se trataría de un sistema modular. Un científico informático de la Universidad de Valladolid llamado Francisco Andújar junto con sus compañeros, ha calificado a la topología como un aproximado al diseño ideal de una supercomputadora eficiente.

Los centros de datos producen una gran cantidad de calor y con el fin de mantenerlos frescos, se requiere el uso energía. Es por eso la importancia de calcular eficacia de energía (PUE por sus sigla en inglés) para relacionar el consumo total de energía del centro de datos y la cantidad de consumo que se utiliza para realizar trabajo (datos cruciales 6 y 7).

Llegando a la línea finlandesa

La mayoría de los centros de datos dependen de la refrigeración por aire, aunque también se da el caso de la refrigeración líquida que brinda una mejor transferencia de calor, pero el costo es mayor en la ingeniería, tal como lo hace la firma Frontier (dato crucial 8).

Por otro lado, retomando la desaceleración de la eficacia, según Uptimate Institute después de mejoras constantes, desde 2018 la eficacia se mantiene estancada por las infraestructuras antiguas y deficientes presentes en la economía. La eficacia pronto dejará de ser una meta productiva para convertirse en un requisito legal, debido a que los gobiernos más importantes a nivel mundial como Unión Europea, Estados Unidos y Gran Bretaña, se plantean obligar a los centros de datos a ser más eficientes (dato crucial 9).