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Las supercomputadoras, potentísimas máquinas que sólo
están a disposición de unos pocos y privilegiados centros de
investigación, pronto tendrán un rendimiento aún mayor, aprovechando más
y más la computación multinúcleo. El mismo concepto de computación
podría dotar de capacidades asombrosas a los ordenadores domésticos;
pero hay un problema: el software de uso común, no sirve, y habrá que
empezar desde cero, quizá incluso con nuevos lenguajes de programación.
A pesar de la promesa de un poder computacional casi inimaginable,
incluso los expertos se preguntan si los diseñadores de hardware han ido
demasiado lejos esta vez, tan por delante de muchos creadores de
software, que la nueva capacidad de computación podría no ser
aprovechable salvo en unos pocos ámbitos muy especializados.
La computación en paralelo ha sido una capacidad limitada a las personas
que trabajan con supercomputadoras. Esto está cambiando, ya que ahora
los nuevos ordenadores de escritorio e incluso los portátiles ya pueden
disponer de capacidades de computación multinúcleo. Los expertos en
informática de alto rendimiento han aprendido a tratar con estas
arquitecturas, pero representan sólo una fracción de los programadores.
Cuando, en un futuro no muy lejano, los chips multinúcleo desplacen a
los normales, todos los programadores tendrán que adaptarse a ellos.
Incluso en la informática de alto rendimiento hay áreas que todavía no
están listas para las nuevas máquinas de computación multinúcleo.
En la industria, gran parte de los programas de alto rendimiento no son
de estructura en paralelo. Estas corporaciones han invertido mucho
tiempo y dinero en su software, y están angustiadas por lo que se les
avecina: Tener que rediseñar su software desde la raíz misma.
Los ordenadores de computación multinúcleo tienen más de una unidad de
procesamiento o CPU, y cada CPU en esencia es un PC individual. En los
próximos años, los nuevos ordenadores de alto rendimiento tendrán
docenas o centenares de PCs en un chip, ofreciendo inmensas mejoras en
su rendimiento comparados con las máquinas actuales más
rápidas.
Si queremos que los ordenadores sigan incrementando su rendimiento como
lo han hecho durante las décadas anteriores, se requieren ordenadores de
computación multinúcleo. Este incremento en el rendimiento es necesario
para una amplia variedad de tareas de alta tecnología, como los estudios
con modelos informáticos del clima, el diseño de armamento militar, o el
descubrimiento de medicamentos y sus mejoras en la fabricación, por
mencionar algunas de las más dispares de esas labores.
Pero los ordenadores multinúcleo requieren de programas de computación
en paralelo porque cada PC, o núcleo, debe obtener su propio juego de
instrucciones. Actualmente, la mayor parte del software disponible no
está escrito para aprovechar la computación multinúcleo.
Pese a todas las cosas asombrosas que realizan los ordenadores, sólo
hacen una cosa cada vez. Las instrucciones se entregan en un solo
archivo, como un paquete entregado a través de una única puerta. El
procesamiento en paralelo abre más puertas, pero también crea desafíos
debido a los múltiples paquetes o conjuntos de instrucciones requeridos.
"Imagínese que usted tiene cuatro pelotas de golf y necesita acertar en
cuatro blancos. Si dispusiera de cuatro personas y cada una lanzase una
pelota al mismo tiempo, podrían hacerlo más rápido que una sola
persona", explica Faisal Saied, investigador en Tecnologías de la
Información, de la Universidad Purdue, quien estudia este problema. "Esa
es la ventaja de la computación multinúcleo. Múltiples PCs, todos en el
mismo chip, y cada PC trabajando en uno de múltiples aspectos de una
tarea. La dificultad está en dividir la tarea en esos múltiples
componentes".
El ingeniero Steve Kirsch, de la empresa Raytheon Systems, cree que la
computación multinúcleo nos presenta tanto el sueño de la capacidad de
cómputo infinita como la pesadilla de programarla. "La verdadera lección
aquí es que las industrias del hardware y del software tienen que
prestarse atención mutua", sentencia Kirsch. "Sus futuros están
entrelazados de un modo tan estrecho como no lo han estado en mucho
tiempo, y eso cambiará el modo en que ambos sectores industriales
tendrán que actuar.
Los fabricantes de chips Intel, IBM, AMD y Sun han anunciado que pronto
comenzarán a producir chips multinúcleo. En febrero, Intel hizo públicos
detalles sobre una investigación acerca de un chip con 80 núcleos, un
chip del tamaño de una uña que tiene nada menos que la misma potencia de
procesamiento que en 1996 sólo podía lograrse con una supercomputadora
de gran tamaño consumiendo mil veces más electricidad.
Tal como Kirsch advierte, a pesar del magnífico potencial de la
computación multinúcleo, ésta representa un problema para compañías e
investigadores que dependen de software escrito previamente y que ha
sido depurado y mejorado concienzudamente en una evolución de años o
incluso varias décadas. Continuar aprovechando esta herencia de
software, puede, por tanto, llegar a ser imposible.
E incluso, la programación en paralelo para ordenadores multinúcleo
puede llegar a requerir nuevos lenguajes de programación.
Algunos procuran prepararse con antelación para ese gran desafío, y así
un grupo de investigadores de la Universidad Purdue, trabajando
estrechamente con expertos de la industria, está desarrollando nuevos
modelos de programación y herramientas que simplifiquen la tarea de
escribir programas para una plataforma de este tipo. |
