GigaFLOPS y el cerebro humano

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Yenki
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GigaFLOPS y el cerebro humano

Mensaje por Yenki » Mié Feb 14, 2007 12:03 pm

En informática, FLOPS es el acrónimo de Floating point Operations Per Second (operaciones de punto flotante por segundo). Se usa como una medida del rendimiento de una computadora, especialmente en cálculos científicos que requieren un gran uso de operaciones de punto flotante. ...
Una computadora moderna de escritorio, que usa por ejemplo un procesador Pentium 4 o Athlon 64, típicamente opera a más de 3 GHz y provee de un desempeño computacional del rango de unos cuantos GFLOPS.
..
Según el sitio Top500.org, la computadora más rápida del mundo hasta la fecha es la supercomputadora IBM Blue Gene/L capaz de un pico máximo de 280,6 TFLOPS
...
las computadoras en general son solo capaces de una fracción del pico teórico en FLOPS (obtenido adicionando el pico teórico en FLOPS de cada uno de los componentes del sistema). Aun cuando se trabaje en problemas grandes y altamente paralelos, su desempeño será irregular, debido en gran medida a efectos residuales de la ley de Amdahl. Por tanto estandares efectivos medirán desempeño tanto de FLOPS actuales (tiempo real) como de FLOPS sostenidos.
Tomado de la wikipedia.

Con los FLOPS se usan los prefijos del sistema internacional, mega es un millón = 10^6, giga mil millones = 10^9, tera un billón = 10^12, peta mil billones = 10^15.
Entonces un procesador que tenga un desempeño de un GFLOP (gigaFLOP) o 1 000 000 000 000 FLOPS, hace un billón de operaciones de punto flotantes por segundo.
Es una animalada mal.

Los FLOPS dan una idea del poder de cálculo de un procesador pero en el aspecto específico del procesamiento de números de punto flotante, que se usan mucho en aplicaciones científicas.
En la práctica son muy comunes las operaciones con números enteros, por ello los FLOPS por sí solos no describen completamente a un procesador.


Acá algunos desempeños de chips conocidos en cálculos de punto flotante y son los máximos teóricos, en la práctica son menores por limitaciones de la memoria, los buses, los sistemas de entrada y salida:

-Athlon 600 MHz _____2,4 GFLOPS ó 1 GFLOP (trabajando con números representados con precisión simple o doble respectivamente, la precisión tiene que ver con el número de bits usados para representar los números).
- Pentium 4 a 2 GHz - 8 GFLOPS (en precisión simple)
- Pentium 4 a 3 ghz - 12 GFLOPS
- Athlon 64 X2 4600 - 14.7 GFLOPS
- G5 Dual 2.3GHz - 30 GFLOPS
- XBox 360 Xenon chip -115 GFLOPS
- nVIDIA 7800 GTX 512 - 200 GFLOPS
- ATi X1900 - 553,8 GFLOPS


Los chips de video superan por bastante a los procesadores principales de las PCs en las operaciones de punto flotante.


En la más completa definición en inglés dan datos interesantes.

Aún los canales de procesamiento programables de píxeles (pixel pipelines en inglés), de las GPUs modernas son capaces de un pico teórico de desempeño que está en un orden de magnitud más alto que una CPU.
Una tarjeta de video con un chip de Nvidia GeForce 7800 GTX es capaz de dar alrededor de 200 GFLOPS y el más moderno procesador gráfico GeForce 8800 GTX es capaz de mantener 330 GFLOPS.La arquitectura Radeon X1900 de ATI se anuncia con un desempeño de 554 GFLOPS.
Esto es posible pues las operaciones de gráficos en 3D son un clásico ejemplo de problema paralelizable que puede facilmente ser dividido en diferentes unidades de ejecución y canales (pipelines) ...

La configuración de video con dos placas duales GeForce 7950 GX2, (cada una tiene dos chips), trabajando en SLI, alega 6 TFLOPS de poder computacional.

Redes de computación distribuidas, que usan PCs normales para hacer grandes cálculos como SETI@Home han logrado tener un poder de cálculo de 100 TFLOPS ( 100 mil GFLOPS), otro proyecto con el mismo principio Folding@Home llegó a los 170 TFLOPS.

Una calculadora hace una sola operación cada vez que se lo pedimos, tienen desempeño muy bajo podría decirse que operan a unos 10 FLOPS.




Miren algunos consumos de energía de los procesadores:
GeForce 7800 GTX - 100 Watt
ATi X1900 XT - 132 Watt
Athlon 64 a 2.4 GHz - 62 Watt
Intel Core 2 Duo a 2.67 Ghz - alrededor de 65 Watt



El cerebro humano consume sólo unos 20 Watts, y no se ponen de acuerdo sobre su capacidad de cálculo algunos sugieren que sería de 10 mil GFLOPS o 10 PetaFLOPS -PFLOPS-.

Creen que para hacer las primeras simulaciones sin optimizar de un cerebro humano van a necesitar una computadora que pueda procesar 1.000.000 GFLOPS.


Fuentes: las notas FLOPS, MIPS, Watts and the Human Brain, y Strong AI en answers.com; y los enlaces ya puestos a la wikipedia.


No creo que sea muy precisa la estimación del poder de cálculo del cerebro pero estos son los datos que hallé, al menos queda en claro que es bien poderoso. :wink:




Acá abajo como se distribuyen en el mundo las 100 computadoras más poderosas.

Imagen
Tomado de top500.org, donde tienen ese mapa interactivo y listan cada una.

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Mensaje por math » Jue Feb 15, 2007 8:29 am

y esa isla fea que tiene una super computadora cual es?? y no me refiero a australia :P

Yenki
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Mensaje por Yenki » Jue Feb 15, 2007 11:00 am

Si vas al mapa te explica cual es cada computadora, esta a la que hacés referencia en el Océano Pacífico está en Maui, y parece que es un Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EEUU, manejado por la Universidad de Hawai.

Y tienen la computadora número 11 del mundo.

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