Gaurav Khanna cuenta que el departamento de física de la Universidad de Massachusetts Dartmouth estaba más lleno que de costumbre. ¿Por qué había tantos estudiantes de repente tan interesados en la ciencia? , se preguntó.
No era una sed de conocimientos:
Noticias del éxito del Dr. Khanna en la construcción de un superordenador utilizando sólo consolas de videojuegos, PlayStation 3, se había extendido rápidamente; los estudiantes, muchos de ellos, los jugadores sólo querían quedarse boquiabierto ante la visión de cerca de 200 consolas apiladas unas sobre otras.
"Causó un gran revuelo por aquí", dijo el Dr. Khanna.
Un estudioso de los agujeros negros y director asociado del Centro de la Universidad de Computación Científica y Visualización de Investigación, Dr. Khanna ideó la primera red de 16 consolas de PlayStation 3 en 2007 para ayudar modelo colisiones de agujeros negros.
Su investigación se centra en la búsqueda y el estudio de las ondas gravitacionales, las vibraciones que ondulan a través del espacio-tiempo. Las olas, primero predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein: después de un evento astrofísico particularmente violento, como dos agujeros negros juntos. Debido a que los agujeros negros no pueden ser observados a través de telescopios, el Dr. Khanna utiliza supercomputadoras para crear simulaciones de estas colisiones.
Las supercomputadoras se han convertido en una herramienta cada vez más importante para los científicos e ingenieros, que dependen de ellos para crujir números grandes y resolver cálculos demasiado grandes para un simple procesador.
Según el Dr. Khanna, un superordenador realiza al menos 10 veces eñ cálculo de un único ordenador de sobremesa. Se refiere a los supercomputadores como el "tercer pilar" de la ciencia, detrás de la teoría y la experimentación.
"La ciencia se ha vuelto cara", dijo. "Simplemente no hay mucho dinero dando vueltas, ya sea en la universidad o a nivel federal. La supercomputación permite a los científicos compensar los recursos que no tienen ".
Hacer una supercomputadora requiere un gran número de procesadores de escritorios estándar, ordenadores portátiles o similares y existe una manera de conectarlos en red. El Dr. Khanna recogió la PlayStation 3 para abaratar costo y viabilidad , actualmente, $ 250 a $ 300 en tiendas. A diferencia de otras consolas de videojuegos, la PlayStation 3 permite a los usuarios instalar un sistema operativo preferido, por lo que es atractivo para los programadores y desarrolladores. (El último modelo, la PlayStation 4, no tiene esta función).
"Los juegos se había convertido en un gran mercado", dijo el Dr. Khanna. "Hay un gran impulso para el rendimiento, lo que significa que usted puede comprar a bajo costo, hardware de alto rendimiento con mucha facilidad. Yo podría salir a comprar 100 consolas PlayStation 3 en mi barrio de Best Buy, si quería ".
Eso es justo lo que el doctor Khanna hizo, aunque en menor escala. Debido a que la Fundación Nacional de Ciencias, que financia gran parte de la investigación del Dr. Khanna, podría no haber visto la compra al por mayor de las consolas de videojuegos como un uso responsable del dinero de subvención, él se acercó a Sony Computer Entertainment America, la compañía detrás de la PlayStation 3. Sony donó cuatro consolas al experimento; Universidad del Dr. Khanna pagó ocho más, y el Dr. Khanna compró otros cuatro. Luego de instalar el sistema operativo Linux en los 16 consolas, ellos conectado a Internet y arrancado el superordenador.
Lior Burko, profesor asociado de física en Georgia Gwinnett College y colaborador pasado con el Dr. Khanna, elogió la idea como una forma "ingeniosa" para obtener la función de un superordenador sin el costo prohibitivo.
"Dr. Khanna fue capaz de combinar sus dos campos de especialización, a saber, la relatividad general y la informática, para inventar algo nuevo que permitió no sólo una nueva máquina ordenador, sino también los avances científicos que de otra manera podría haber tomado muchos años más para lograr, "Dr. dijo Burko.
En 2009, el Dr. Khanna publicó un artículo en la revista Parallel Computing y Sistemas distribuidos y demostrando el procesador Cell de la PlayStation 3 fue capaz de acelerar los cálculos científicos más de un procesador tradicional ordenador por un factor de cerca de 10. Los primeros resultados de las simulaciones hechas usando la PlayStation 3 superordenador, que detalla el comportamiento de las ondas gravitacionales que surgen de agujeros negros en rotación, fueron publicados el mismo año en la revista Classical y la gravedad cuántica.
Observaciones del Dr. Khanna llamaron la atención del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Rome, Nueva York, cuyos científicos estaban investigando los procesadores del PlayStation 3 . En 2010, el laboratorio ha construido su propia PlayStation 3 superordenador utilizando 1.716 consolas para llevar a cabo el procesamiento de imágenes de radar para la vigilancia urbana.
"Nuestra superordenador PS3 es capaz de procesar los cálculos complejos necesarios para crear una imagen detallada de toda una ciudad a partir de datos de radar", dijo Mark Barnell, el director de informática de alto rendimiento en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. El laboratorio más tarde entró en un acuerdo de investigación y desarrollo en cooperación con el equipo del Dr. Khanna, donando 176 consolas de PlayStation 3 .
Su equipo vinculado a las consolas, alojados en un contenedor refrigerado destinado al transporte de leche. El superordenador resultante, Dr. Khanna dijo, tenía el poder computacional de casi 3.000 procesadores portátiles o de sobremesa, y cuesta sólo $ 75,000 y para hacerlo usó una décima parte del costo de un superordenador utilizando piezas tradicionales.
El Dr. Khanna ha publicado desde dos documentos más sobre colisiones de agujeros negros con los resultados de las simulaciones en el superordenador PlayStation 3 . A finales de este año, otros 220 consolas del laboratorio de la Fuerza Aérea llegarán.
Aunque el plan es utilizar las consolas para realizar simulaciones más complicadas y precisas de los sistemas de agujeros negros, el Dr. Khanna ha invitado a otros departamentos para utilizar el superordenador para sus propios proyectos: Un equipo de ingenieros, por ejemplo, ha firmado para dirigir simulaciones que ayudarán diseño cuchillas para molinos de viento y convertidores de energía de las olas del océano, y el departamento de matemáticas de la universidad les gustaría usar la supercomputadora como una herramienta para atraer a los estudiantes en áreas como las matemáticas y la ciencia computacional.
Pero el superordenador PlayStation 3 no es adecuado para todas las aplicaciones científicas. Su mayor limitación es la memoria: Las consolas tienen muy poco en comparación con las supercomputadoras tradicionales, lo que significa que no pueden manejar cálculos a gran escala. Una alternativa es cambiar a un mejor procesador, como tarjetas gráficas de PC. Estos son también de bajo costo y muy potente - cada tarjeta es el equivalente de 20 consolas PlayStation 3 en términos de rendimiento.
"El próximo superordenador que vamos a construir probablemente será hecha de estas tarjetas," dijo el Dr. Khanna. "No va a funcionar para todo, pero sin duda cubrir un amplio conjunto de aplicaciones científicas y de ingeniería, especialmente si seguimos mejorando en él."
¿Crees que el Dr. Khanna es el único que ha experimentado en este campo de superordenadores económicos? Mira este video:
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