¿Qué es un exaFLOPS? ¿Es mucho?

Rubén Castro, 28 abril 2020

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¿Qué es un exaFLOPS?

ExaFLOPS es un término que se utiliza en informática para medir la potencia de cálculo de una CPU o GPU.

La palabra exaFLOPS se forma con:

  • El prefijo exa que significa trillón europeo o 1018.
  • Y el acrónimo FLOPS (Floating Point Operations Per Second) que significa “operaciones de coma flotante por segundo”.

1 exaFLOPS es 1.000.000.000.000.000.000 FLOPS

FLOPS es un acrónimo, por lo que en español se escribe siempre con la S, tanto si nos referimos al singular como al plural.

Otras unidades de potencia en computación

NombreUnidadFLOPS
KiloFLOPSkFLOPS103
MegaFLOPSMFLOPS106
GigaFLOPSGFLOPS109
TeraFLOPSTFLOPS1012
PetaFLOPSPFLOPS1015
ExaFLOPSEFLOPS1018
ZettaFLOPSZFLOPS1021
YottaFLOPSYFLOPS1024

Por tanto, un exaFLOPS o EFLOPS es una unidad de medida de potencia de cálculo, al igual que los milímetros y los kilómetros son unidades de medidas de distancias.

FLOPS Vs. MIPS: rendimiento computacional

Los FLOPS y MIPS (Million Instructions Per Second) son las unidades de medida más habituales a la hora de calcular el rendimiento computacional de un ordenador.

Como hemos visto, un FLOPS mide las operaciones en coma flotante que se utilizan típicamente en campos como la investigación científica computacional.

La unidad MIPS mide el rendimiento de los números enteros que tiene más sentido a la hora de medir el rendimiento de sistemas que mueven datos (bases de datos, hojas de cálculo, ejecutar sistemas operativos virtuales, etc.).

Frank H. McMahon inventó los términos FLOPS y MFLOPS (megaFLOPS) para poder comparar los ordenadores más potentes del mundo (1986) por el número de cálculos de punto flotante que realizaban por segundo. A nivel científico era mucho mejor usar los FLOPS que los MIPS que eran más habituales en la época, ya que esta medida tenía poca relación con la capacidad aritmética de la máquina.

Sin embargo, para los usuarios domésticos y los usos normales de ofimática, los MIPS siguen siendo más importantes a la hora de determinar el rendimiento del día a día.

¿Cuántos exaFLOPS tiene tu móvil, ordenador (CPU/GPU), consola…?

Los exaFLOPS son una unidad de medida gigante para los dispositivos domésticos. De hecho, ni siquiera los superordenadores más potentes del mundo llegan a la barrera del exaFLOPS.

El supercomputador Summit (OLCF-4) es el más potente del mundo según podemos ver en la lista de noviembre de 2019. Fue desarrollado por IBM y es usado por el Oak Ridge National Laboratory. Su máxima potencia con el algoritmo de Linpack es de 148,6 petaFLOPS. Y también ha sido el primero en alcanzar el exaFLOPS durante unas pruebas con cálculos de precisión media.ref

Los superordenadores más potentes del mundo se miden en teraFLOPS. Eso sí, en miles de TFLOPS...

Se supone que el primer ordenador capaz de superar el exaFLOPS con el algoritmo de Linpack será el Frontier (OLCF-5) en 2021ref que será superado un año después por el “El Capitan”.ref

Sin embargo, el mayor computador del mundo en estos momentos no es un supercomputador al uso, se trata de la red de programación distribuida de Folding@Home que fue capaz de alcanzar los 2,4 exaFLOPS en su lucha contra el covid-19.

Para equipos domésticos lo más normal aún es hablar de GFLOPS. Aun así, poco a poco va aumentando la potencia y estamos empezando a ver como los fabricantes de tarjetas gráficas empiezan a usar el teraFLOPS en sus características técnicas. Aún queda mucho para hablar de exaFLOPS a nivel doméstico.

Por ponerte un ejemplo, la futura PlayStation 5 promete una GPU con 10,28 TFLOPS que serían 0,00001 exaFLOPS en precisión simple (32-bit). En doble precisión (64-bit) rondará los 0,000002 exaFLOPS…

¡La famosa y ansiada exaescala!

La computación a exaescala se refiere a los sistemas informáticos capaces de realizar al menos un exaFLOPS. En una conferencia sobre supercomputación en 2009, se estimó que los supercomputadores alcanzarían el exaFLOPS en 2018. Como hemos visto, la estimación erró por 3 años.

La computación a exaescala sería un logro importante en la ingeniería informática, ya que una computadora a exaescala tendría una potencia de procesamiento del orden de la potencia de procesamiento estimada del cerebro humano a nivel neuronal (aunque la potencia funcional necesaria para simular un cerebro humano podría ser menor).

Quizás te interese ver más información sobre dispositivos con capacidades de teraFLOPS o petaFLOPS.

Los FLOPS, su complejidad y por qué tienen muy poca importancia a nivel doméstico

Hay que tener en cuenta que la medición de FLOPS es muy compleja porque las diferentes operaciones en coma flotante llevan diferentes cantidades de tiempo para ejecutarse. Y no todo el mundo utiliza las mismas operaciones para establecer los cálculos.

Por ejemplo, una división simple como 1/5, toma significativamente menos tiempo que el cálculo del logaritmo de 5.

Por eso, se estableció el algoritmo de Linpack como un estándar representativo con el que poder medir todos los sistemas bajo el mismo baremo de FLOPS.

Es importante señalar que el algoritmo de Linpack utiliza el formato en coma flotante de doble precisión (64-bit). Sin embargo, hemos visto como la mayoría de los valores que dan los fabricantes son con precisión simple (32-bit).

Además, los valores que dan los fabricantes suelen ser teóricos y en la práctica suelen ser inferiores debido a otros factores limitantes como la frecuencia de reloj o la velocidad de las memorias ROM y RAM.

Por tanto, aunque todos hemos acabado midiendo el rendimiento en FLOPS, no es una medida absoluta de la potencia de una CPU ni de una GPU.

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