¿Qué es el Gigaflop en informática: cómo funciona y para qué sirve?

por Erick Roch Moraguez

Tabla de contenidos

¿Qué es un Gigaflop?
¿Qué es un FLOP y cómo mide la velocidad de cálculo?
¿Cómo se calcula el máximo teórico de un ordenador?
Cálculos de gigaflops en software
¿Por qué necesitamos ordenadores más rápidos?
Palabras finales

En informática, un gigaflop equivale a mil millones de cálculos por segundo. En general, los ordenadores más rápidos son mejores para realizar ciertas operaciones, como simulaciones complejas o procesar grandes cantidades de datos. Sin embargo, los ordenadores más rápidos no siempre son necesarios. Los ordenadores son cada vez más potentes desde hace casi medio siglo, pero aún no nos hemos acercado al límite teórico de la velocidad a la que pueden ejecutar algoritmos.

Esto se debe principalmente a que el hardware informático se ha desarrollado a un ritmo mucho más lento que el software. Por ejemplo, IBM acaba de presentar su nuevo superordenador Summit, que funciona a 22 petaflops, es decir, 22 cuatrillones de cálculos por segundo. En comparación, el superordenador más rápido que existe sólo funciona a unos 10 petaflops (10 cuatrillones de cálculos por segundo). Es importante señalar que, aunque los superordenadores como Summit funcionan a distintas velocidades, a todos se les asigna un único número llamado «Gigaflop» para simplificar las comparaciones entre ellos y otras máquinas similares.

¿Qué es un Gigaflop?

Un gigaflop son mil millones de cálculos por segundo. Puede parecer rápido, pero en realidad es sólo una décima parte de la velocidad de un teléfono móvil. De hecho, es un número tan pequeño que solemos escribirlo en notación científica como Gflops. Dicho de otro modo, un ordenador capaz de realizar mil millones de cálculos por segundo tiene la capacidad de procesamiento de un teléfono móvil. Estos cálculos los realiza el procesador central de un ordenador.

El procesador consta de millones de piezas electrónicas organizadas en circuitos. Estos circuitos son los que dan al ordenador la potencia necesaria para realizar tareas como recuperar y almacenar datos, calcular y ejecutar algoritmos. Cuando los científicos hablan de mil millones de cálculos por segundo, en realidad se refieren al número de operaciones que pueden realizarse en estos circuitos electrónicos en un segundo.

¿Qué es un FLOP y cómo mide la velocidad de cálculo?

FLOP son las siglas de Floating-Point Operations Per Second (operaciones de coma flotante por segundo). Es el número de operaciones que un ordenador puede realizar en cada segundo que está funcionando. Por ejemplo, un ordenador que realiza mil millones de cálculos por segundo puede realizar mil millones de operaciones en cada segundo. Por lo tanto, este ordenador tiene una velocidad de cálculo de mil millones de FLOPs por segundo. Cuantas más neuronas de hardware pueda conectar un ordenador, más datos podrá procesar simultáneamente.

De hecho, cuanto más puede procesar un ordenador, más rápido funciona. Los ordenadores pueden medirse y compararse por sus FLOPs, que es una unidad de medida que se utiliza para comparar la potencia de los ordenadores. Otros factores como el coste, el tamaño o las aplicaciones son consideraciones importantes, pero los FLOP son el factor más importante. Las operaciones en coma flotante son un aspecto importante de la velocidad de los ordenadores.

¿Cómo se calcula el máximo teórico de un ordenador?

La velocidad máxima teórica de cualquier ordenador viene dada por la fórmula P = AA / n, donde P es la velocidad del ordenador, A es el número de circuitos electrónicos del ordenador, n es el número de neuronas electrónicas del circuito y A es el número máximo de circuitos electrónicos que puede tener un ordenador. Por lo tanto, la velocidad teórica máxima de un ordenador viene dada por la fórmula Gflop = 1 / P, donde Gflop es la métrica utilizada para medir la velocidad de un ordenador.

La velocidad máxima teórica de un ordenador es el límite teórico de su hardware. Pero la velocidad máxima de cualquier ordenador no suele ser suficiente para utilizar toda su capacidad de procesamiento, ya que el ordenador sólo puede realizar un algoritmo a la vez. De hecho, la mayoría de los ordenadores utilizan menos del 70% de su velocidad máxima teórica. Por lo tanto, la velocidad máxima de un ordenador suele ser mucho menor que la máxima teórica.

Cálculos de gigaflops en software

Los ordenadores se miden en FLOPs, y cuando los científicos hablan de realizar mil millones de cálculos por segundo, de lo que realmente están hablando es del número de operaciones que se pueden realizar en estos circuitos electrónicos en un segundo. El FLOP es una métrica utilizada para medir la velocidad del hardware informático. Mil millones de cálculos por segundo equivalen a mil millones de FLOPs.

En otras palabras, mil millones de FLOPs equivalen a mil millones de FLOPS. Un ordenador capaz de realizar mil millones de FLOPS utilizará mil millones de FLOPs. Esto significa que si el ordenador funciona a 10 FLOPs, sólo utilizará 1 FLOP.

¿Por qué necesitamos ordenadores más rápidos?

Mil millones de cálculos por segundo no son suficientes para utilizar toda la capacidad de procesamiento de un ordenador. Teóricamente, un ordenador puede procesar 1 cuatrillón de cálculos por segundo, o 10 cuatrillones de cálculos por segundo. En realidad, los superordenadores más potentes no pueden alcanzar esta cifra porque utilizan menos del 70% de su velocidad máxima teórica. Esto se debe principalmente a que los algoritmos utilizados por los científicos son lentos.

Cuanta más capacidad de procesamiento tenga un ordenador, más datos podrá procesar al mismo tiempo. Esta es la principal ventaja de disponer de ordenadores más rápidos. Es importante señalar que los ordenadores más rápidos no siempre son necesarios. La mayoría de los cálculos científicos no necesitan realizarse a gran velocidad, por lo que no suele ser necesario disponer de ordenadores más rápidos. Sin embargo, cuando los científicos necesitan utilizar una gran cantidad de potencia de cálculo, pueden utilizar superordenadores como Summit o Bluegene de IBM.

Palabras finales

En el último medio siglo, los ordenadores se han vuelto mucho más potentes y baratos. Sin embargo, no hemos asistido a un crecimiento verdaderamente exponencial de la potencia de los ordenadores desde la década de 1960. En algún momento, el crecimiento exponencial de los ordenadores se detendrá, y la cantidad de datos que se pueden procesar aumentará exponencialmente. Esto marcará una nueva era de la informática.

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Erick Roch Moraguez