Las supercomputadoras prefieren Linux

Cada seis meses, la lista Top500 recopilada por universidades reconocidas mundialmente como la Universidad de Mannheim (Alemania) y Universidad de Tennessee (Knoxville) que dice cuáles son las supercomputadoras más potentes del mundo. Y entre otros datos, Linux destaca como el sistema operativo de casi todos.

Más o menos sabemos qué sistema operativo hace funcionar nuestro teléfono móvil y nuestro ordenador. Y echando un vistazo a las estadísticas disponibles, podemos saber qué sistemas operativos utiliza la mayoría de usuarios en todo el mundo, tal y como vimos en este artículo de abril.
Aunque pueden cambiar los porcentajes, la tendencia actual es el dominio de Android en dispositivos móviles e iOS de Apple como segundo sistema móvil. En ordenadores portátiles y de sobremesa, Windows sigue siendo quien domina, seguido de macOS y Linux.


Pero, ¿qué ocurre con las supercomputadoras?  ¿Qué sistema operativo emplean para manejar terabytes de información y procesar teraflops? ¿Con qué software controlan los más de 10 millones de núcleos que tiene la supercomputadora más potente?
Pues según los datos disponibles por TOP500, la lista oficial más respetada que cada seis meses clasifica las supercomputadoras por su potencia de procesado, los 500 superordenadores más potentes tienen Linux como sistema operativo.



Veamos qué software corre por las 10 supercomputadoras más potentes. Básicamente se encuentran en China (2), Estados Unidos (4) y Japón (3). Suiza es el cuarto país presente en la lista de TOP 10.
Las dos supercomputadoras más potentes, ambas en China, utilizan Sunway RaiseOS y Kylin Linux, respectivamente. Ambos sistemas operativos son versiones de Linux creadas en exclusiva en China y están disponibles en más de 200 de las 500 supercomputadoras más rápidas.



Sunway RaiseOS fue creado exclusivamente para funcionar con la arquitectura Sunway, procesadores made in China que han logrado el primer puesto en el TOP500.
Kylin Linux, por su parte, fue creado por la Universidad Nacional de Defensa Tecnológica enfocándose en la seguridad y lo emplean tanto el ejército chino como otras organizaciones gubernamentales chinas.
La tercera supercomputadora más potente, la suiza Piz Daint, cuenta con su propio Linux, Cray Linux Environment, diseñado especialmente para trabajar con más de 500.000 núcleos de procesador.
La supercomputadora más potente de Japón emplea CentOS. Basado en Red Hat Enterprise Linux, está pensado para entornos profesionales y gestión de redes.
Y en cuanto a los supercomputadores norteamericanos, depende del fabricante. Titan, Cori y Trinity, por ejemplo, también emplean Cray Linux Environment.

Razones para usar Linux

¿Qué hace de Linux el candidato ideal para gestionar las supercomputadoras más potentes de todo el mundo?
Podemos hablar de muchos motivos, pero el más relevante es la maleabilidad de Linux a coste cero. Es decir, podemos adaptar Linux a necesidades concretas, como una arquitectura específica (como ocurre con la mayoría de supercomputadoras de la lista TOP 10).
En muchos casos, los propios fabricantes de las supercomputadoras proporcionan su propio sistema operativo basado en Linux adaptado a las tecnologías que va a emplear.
En otros, se opta por una versión de Linux ya existente, normalmente una versión enfocada a gestión de grandes parques de ordenadores o de redes, como CentOS, Red Hat Enterprise Linux o SUSE Linux Enterprise Server.
En segundo lugar, crear tu propio Linux es gratis. Y adquirir una licencia de los Linux empresariales ya existentes es mucho más barato que lo que costaba una licencia UNIX de hace una década, un software con licencia cerrada del que ya hemos hablado con anterioridad. Pero aun asi podemos ver las diferentes razones porque usar Linux:

Es un sistema multiusuario avanzado

En la medida en que Linux se basa en Unix, originalmente pensado para su utilización en redes, se explican algunas de sus importantes ventajas en relación a la seguridad respecto de Windows. El usuario con más privilegios en Linux es el administrador; puede hacer cualquier cosa en el SO. Todos los otros usuarios no obtienen tantos permisos como el root o administrador. Por esta razón, en caso de ser infectado por un virus mientras un usuario común está sesionado, sólo se infectarán aquellas porciones del SO a las que ese usuario tenga acceso. En consecuencia, el daño máximo que ese virus podría causar es alterar o robar archivos y configuraciones del usuario sin afectar seriamente el funcionamiento del SO como un todo. El administrador, además, estaría habilitado para eliminar el virus fácilmente.

Linux es mucho más “asegurable”

En la medida en que la seguridad, como vimos al comienzo, no es un estado sino un proceso, aún más importante que venir “desde fábrica” con una mejor configuración por defecto es poder brindarle al usuario la libertad suficiente como para adaptar los niveles de seguridad a sus necesidades. A esto es a lo que yo llamo “asegurabilidad”. En este sentido, Linux no sólo es reconocido por su enorme flexibilidad sino por permitir ajustes de seguridad que serían imposibles de conseguir en Windows. Esta es la razón, precisamente, por la que las grandes empresas eligen Linux para administrar sus servidores web.

No hay archivos ejecutables ni registro

En Windows, los programas maliciosos generalmente son archivos ejecutables que, luego de engañar al usuario o saltear su control, se ejecutan e infectan la máquina. Una vez que esto sucedió es muy difícil removerlos ya que, en caso de que podamos encontrarlo y eliminarlo, éste se puede replicar e incluso puede guardar configuraciones en el registro de Windows que le permitan “revivir”. En Linux, en cambio, no existen, en el sentido “Windows” de la palabra, archivos ejecutables.
Mejores herramientas para combatir los ataques zero-day
No siempre alcanza con tener todo el software actualizado. Los ataques zero-day (un ataque que explota vulnerabilidades que los propios desarrolladores del software todavía desconocen) son cada vez más comunes. Un estudio ha demostrado que lleva solamente seis días a los crackers desarrollar software malicioso que explote estas vulnerabilidades, mientras que le lleva meses a los desarrolladores detectar estos agujeros y lanzar los parches necesarios. Por esta razón, una política de seguridad sensible tiene siempre en cuenta la posibilidad de ataques zero-day.

Linux es un sistema modular

El diseño modular de Linux permite eliminar un componente cualquiera del sistema en caso de ser necesario. En Linux, se podría decir que todo es un programa. Hay un programita que gestiona las ventanas, otro que gestiona los logins, otro que se encarga del sonido, otro del video, otro de mostrar un panel de escritorio, otro que funciona como dock, etc. Finalmente, como las piezas de un lego, todas ellas forman el sistema de escritorio que conocemos y utilizamos diariamente.

En este video se resume porque linux es mucho mas seguro :



Conclusión
Podemos concluir que un sistema operativo como Linux es mucho más usado en este tipo de supercomputadoras debido a todas las características que posee más que todo la seguridad y la adaptabilidad a las propias necesidades, que un usuario común no apreciaría tanto. Por esta razón Linux es relativamente superior a Windows en este campo de las Supercomputadoras.

Es cierto que Linux es un SO por mucho más seguro que Windows pero tambien tiene sus vulnerabilidades, aunque no sean muchas sí es bueno saberlo.

La ejecución de "virus" es realmente complicada en Linux gracias a cómo funciona la arquitectura de Unix. Cada proceso, en lugar de tener acceso total a la memoria, sólo puede acceder a la memoria virtual que le ha sido asignada, quedando fuera del espacio de direcciones de un proceso el de otro proceso.

Por eso, lo que encontramos en Linux (también en Android, ya que es un sistema operativo basado en Linux). No son virus, sino exploits. Y sí, se puede confirmar que Linux es más seguro que Windows, al no necesitar ni antivirus para estar a salvo de ataques si tenemos nuestro sistema operativo siempre actualizado, siendo este básicamente el único requisito que tenemos que cumplir para estar totalmente a salvo.


EXPLOIT: Es un fragmento de software, fragmento de datos o secuencia de comandos o acciones, utilizada con el fin de aprovechar una vulnerabilidad de seguridad de un sistema de información para conseguir un comportamiento no deseado del mismo.

Ubuntu gobierna la supercomputadora más rápida del mundo, Tianhe-2, una bestia albergada en el Centro Nacional de Supercomputación de Guangzho, República Popular China.



Para este proyecto Canonical trabaja en colaboración con la Universidad Nacional de Defensa de China, todo con un fin que no pasa precisamente por hacer funcionar Ubuntu como escritorio, sino por construir la nube más rápida del planeta, con Ubuntu Server, OpenStack y Juju.

Caracteristicas de la Supercomputadora Tianhe-2

Según Wikipedia, Tianhe-2 “tiene un rendimiento de 33,86 petaFLOPS (33.860.000.000.000.000 operaciones de coma flotante por segundo), con un pico teórico de 54,9 petaFLOPS que la convierte en la supercomputadora más rápida del mundo. Está equipada con 16.000 nodos, cada uno con dos procesadores Intel Xeon IvyBridge E5-2692 (12 núcleos, 2,2 GHz) y tres procesadores Intel Xeon Phi 31S1P (57 núcleos, 1,1 GHz), cuya combinación da un total de 3.120.000 núcleos de computación. Es capaz de almacenar 12,4 PB, tiene una memoria del sistema de 1.375 TiB (1,34 PiB) y utiliza el sistema operativo Kylin Linux.

Ocupa una superficie de 720 m² y se calcula que ha costado entre 200 y 300 millones de dólares”.

la potencia de este portento electrónico está enfocada en efectuar análisis, censos y ejecutar aplicaciones gubernamentales.

¿A que nos referimos con supercomputadora??

---

UNIX como SO de las supercomputadoras en un início

---

En el siguiente gráfico se mostrará la evolución de la preferencia en el sistema operativo usado por las supercomputadoras

Algunas definiciones del artículo

---

 ¿Que es terabyte ?

 

• Mediante el uso de supercomputadoras, los investigadores modelan el clima pasado y el clima actual y predicen el clima futuro.
  
• Los científicos que investigan el espacio exterior y sus propiedades utilizan las supercomputadoras para simular los interiores estelares, simular la evolucion estelar de las estrellas (eventos de supernova, colapso de nubes moleculares, etc.), realizar simulaciones cosmologicas y modelar el clima espacial.
  
• Los científicos usan supercomputadoras para simular de qué manera un tsunami podría afectar una determinada costa o ciudad.
  
• Las supercomputadoras se utilizan para probar la aerodinámica de los más recientes aviones militares.
  
• Las supercomputadoras se están utilizando para modelar cómo se doblan las proteínas y cómo ese plegamiento puede afectar a la gente que sufre la enfermedad de Alzheimer, la fibrosis quistica y muchos tipos de cáncer.
  
• Las supercomputadoras se utilizan para modelar explosiones nucleares, limitando la necesidad de verdaderas pruebas nucleares.
  

Bibliografia
[Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

Una computadora capaz de hacer un trillón de cálculos por segundo. Ese es el ordenador que quiere construir Estados Unidos antes de 2025.

Estas son las reglas básicas de porqué esto es así:



1 – La naturaleza modular de Linux.
Una típica instalación de Linux está hecha de pequelos bloques o módulos y cada uno hace una tarea distinta, estos bloques juntos hacen que el Sistema operativo funcione. Esto hace que sea muy fácil hacer modificaciones a determinadas tareas sin afectar las demás. No hay ningún otro sistema operativo tiene esta libertad de extensión. Los módulos pueden ser modificados para ser usados en las supercomputadoras para obtener metas, como rendimiento, eficiencia energética, etc.

2 – Naturaleza genérica del kernel.
El Kenel es genérico. Un código fuente puede ser escrito para correr en supercomputadoras y en pequeños inventos. No hay que hacer grandes cambios al kernel para tener un gran sistema o uno pequeño.

3- Escalabilidad.
Escalabilidad se defino como la habilidad de un servidor en adaptarse a cargas altas. Es una medida de eficacia. Linux tiene una tremenda escalabilidad y pueden acostumbrarse a grandes cargas de forma sencilla.

4 – Naturaleza Código abierto.
Linux es por completo código abierto y su software también, esto permite personalizar completamente la máquina al milímetro. En caso de problemas de rendimiento, o agujeros de seguridad, se puede alterar el código directamente en cualquier momento para actualizarlo.

5 – Soporte de la comunidad.
Linux tiene una inmensa comunidad que da soporte, algo que ningún otro sistema tiene.
6 – Coste.
Como es normal el coste es totalmente gratuito.
7- Reinicios.
Se pueden hacer pruebas de configuraciones de red en caliente sin tener que reiniciar el sistema, para poder probar módulos independientes.

Bibliográfica

[Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

Así luce la computadora más potente de América Latina

El ordenador más potente de América Latina, que pronto podría convertirse en una de las mejores supercomputadoras del mundo.



Esta computadora se encuentra en el Laboratorio Nacional de Supercómputo del Sureste (LNS) con sede en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (México), y es considerada la más potente en toda América Latina, cuya velocidad asciende a 153.41 terraflops, informa el sitio web De10.mx.



Además, la computadora ocupa el lugar 45 en el 'ranking' de los ordenadores que más cuidan el medioambiente, debido a su eficiencia energética.




De hecho sus índices de ahorro de energía son incluso mayores que los de la supercomputadora china Tianhe-2, según la lista Green500.

De acuerdo con los medios locales a finales de junio la computadora del LNS optará a colocarse entre las 500 supercomputadoras con mayor desempeño en el mundo.

BIBLIOGRAFIA

[Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

[size=33]El CDC 6600 fue la primera supercomputadora de la historia. Diseñada en 1965 por Seymour Cray y fabricada por Control Data Corporation. Fue una versión mejorada del ordenador CDC 6400.[/size]
[size=33]El CDC 6600 posee una CPU de 60 bits y 10 unidades periféricas de procesamiento (PPUs) y se utiliza un marcador para el plotting de las órdenes.[/size]
[size=33]Fue utilizado principalmente para la investigación de la física de alta energía nuclear. El primer CDC 6600 fue entregado a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) para su uso en la investigación de la energía nuclear. Con un rendimiento de 1 megaFLOPS, seguía siendo la computadora más rápida del mundo, entre los años 1964 y 1969, hasta la aparición del CDC 7600. En un principio, el CDC 7600 se diseñó para ser compatible con el 6600, siendo incluso nombrado en un principio como el CDC 6800. Pero se tuvo que abandonar dicha idea, en favor de mejorar el rendimiento. Mientras que la CPU de la 7600 se mantuvo compatible con el del 6600, las unidades de procesadores periféricos (PPU) eran diferentes, lo que requería el uso de un sistema operativo distinto. Un CDC 6600 está en exhibición en el Museo de Historia de la computacion en mountain view [/size]
Historia
[size=33]Después de una máquina experimental conocida como el Pequeño Personaje, Control Data Corporation entregó el CDC 1604, uno de los primeros computadores basados en transistores y que fue de las máquinas más rápidas en el mercado. El Consejo de Administración estaba encantado con esta nueva máquina, y realizaron planes para una nueva serie de máquinas que estuvieran más adaptadas al uso comercial. Cray no estaba interesado en ese proyecto, y se puso como meta crear una nueva máquina, que fuera 50 veces más rápida que el CDC 1604.[/size]
[size=33]Durante esta etapa, el CDC y Cray no se pusieron de acuerdo en la dirección que la empresa debería tomar. Finalmente, Cray habló con William Norris, directivo del CDC y le dejó claro que si las cosas no cambiaban, él se marcharía de la empresa. Norris sabía lo importante que era Cray, así que le dio luz verde para montar un laboratorio donde él quisiera. Seymour Cray trabajó junto a Tim Thornton, el arquitecto del sistema y el “genio oculto” de la 6600.[/size]
[size=33]Las máquinas de la época, usaban una CPU que generalmente, iba más lenta que la memoria principal. Por ejemplo, un procesador podría tomar 15 ciclos para multiplicar dos números, mientras que cada acceso a la memoria sólo tomaba una o dos. Esto significó que hubo un tiempo considerable en que la memoria principal estaba ociosa. Fue ese el tiempo de inactividad que el 6600 explotaba. En lugar de tratar que la CPU se encargara de todas las tareas, la CPU de la 6600 sólo se encargaba de la aritmética y la unidad lógica. Esto dio lugar a una CPU más pequeña que podría funcionar a una velocidad de reloj más alta. Junto con las velocidades más rápidas de conmutación de los transistores de silicio, la nueva CPU de la 6600 era superior a las demás. La base de la CPU 6600 es lo que hoy se conoce como sistema RISC, que se basada en realizar operaciones sencillas de forma paralela, para dejar antes la memoria libre.[/size]

Procesador Central

[size=33]El Procesador Central del 6600 incluye 10 unidades funcionales paralelas, permitiendo múltiples instrucciones. En la actualidad, se conoce como un diseño superescalar, pero en aquellos tiempos era única. A diferencia de los diseños más modernos, las unidades funcionales aún no habían sido canalizadas. Dicha unidad se quedaba ocupada cuando se le emitía una instrucción y se mantenía ocupada hasta que la instrucción terminara. En el mejor de los casos, una instrucción podía ser emitida a una unidad funcional cada ciclo de reloj de 100 ns.[/size]

Organización de la memoria

[size=33]Los programas de usuario se limitan a usar sólo una zona contigua de la memoria principal. La parte de la memoria de un programa que está en ejecución, es controlado por el RA (Dirección Relativa) y FL (longitud del campo). Menos los primeros CDC 6600, las máquinas podían ser configuradas con un almacenamiento opcional de extensión del núcleo (ECS). El ECS podía ser utilizado para una variedad de propósitos, incluyendo el guardar matrices de datos que eran demasiados grandes para la memoria principal, intercambio de archivos o la comunicación en un completo multi-ordenador central.[/size]

[size=33]Referencias[/size]

[Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]