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Correio Braziliense

Sem limites para processar

Até o fim do ano, a Unicamp terá um dos computadores mais avançados do mundo, capaz de realizar trilhões de operações por segundo. Equipamento, produzido pela IBM, custou R$ 2,6 milhões


postado em 04/06/2010 07:00

Quanto tempo você demora para dar a resposta de uma multiplicação banal da tabuada, do tipo 7 x 8? Um segundo? Dois? Pois durante esse mesmo período, um supercomputador que chegará ao Brasil em setembro é capaz de processar trilhões de operações de pontos flutuantes (teraflops). Ok, a comparação é injusta, mas vale para ter uma noção do nível de processamento que tal máquina é capaz de atingir. O megaequipamento, adquirido pelo Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Cenapad) de São Paulo, instalado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), vai auxiliar pesquisadores de diversas universidades do país no desenvolvimento de projetos científicos que exigem alto poder de processamento.

Adquirido com recursos disponibilizados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o computador, que entrará em funcionamento no último quadrimestre do ano, terá uma capacidade de processamento de 37 teraflops (1) — aproximadamente 25 vezes superior ao atual equipamento utilizado pelo centro, que alcança 1,5 teraflops – e será o segundo mais potente do país. O Cenapad faz parte do Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Sinapad) do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), que reúne oito centros espalhados pelo país.

Com a compra do novo computador, o centro terá a capacidade de armazenamento elevada para 150 terabytes (cada terabyte equivale a um milhão de gigabytes) e conseguirá atender a crescente procura por computação de alto desempenho de pesquisadores de todo o Brasil. Além da exigência de desempenho cada vez mais potente, a demanda por esse tipo de equipamento é medida no número de horas que os cientistas gastam utilizando os recursos do computador. Para se ter uma ideia de como essa busca tem aumentado, basta comparar o tempo de uso ao longo dos últimos 15 anos. Em 1995, quando o centro começou a operar, os pesquisadores usavam em média 82 mil horas de processamento dos equipamentos do Cenapad. Em 2008, esse número saltou para 1,5 milhão de horas.

O coordenador do centro, Edison Zacarias da Silva, explica que áreas como engenharia, nanociências, física, genoma, astronomia, química, medicina, entre outras, utilizam pesquisas baseadas em simulação computacional e que exigem máquinas cada vez mais potentes. “Para estudar o desenvolvimento de uma nova droga, por exemplo, os pesquisadores fazem simulações de estruturas biológicas em computadores. Assim eles conseguem comparar resultados experimentais laboratoriais e projetar como essa droga vai agir numa estrutura”, explica Silva.

No ranking do Top 500
O atual computador do centro, uma máquina fornecida pela norte-americana Silicon Graphics, foi adquirido em 2004 por US$ 390 mil. Quatro anos mais tarde, o Cenapad fez um upgrade no sistema, mas só agora, com o supercomputador que será produzido pela IBM, o centro poderá oferecer o que há de melhor em termos de infraestrutura para o corpo acadêmico, acredita Silva. “Muitas vezes os pesquisadores medem as dimensões que seus trabalhos podem alcançar de acordo com a capacidade de processamento das máquinas que eles utilizam, por isso, a importância de se ter um equipamento que possa suprir as necessidades dos usuários”, defende. Atualmente, o centro conta com121 projetos de pesquisas em andamento e 271 possíveis usuários na lista de espera.

Para utilizar a infraestrutura computacional do centro, os pesquisadores devem estar vinculados a uma instituição de pesquisa e apresentar um projeto, que será analisado pelo Cenapad. Uma vez aprovado, o usuário recebe um crédito de horas – que é o tempo que ele poderá usufruir dos recursos do supercomputador. Caso seja necessário mais tempo para a produção avançar, novos créditos são liberados. Em troca, o centro cobra relatórios periódicos em que é avaliada a produção dos usuários do sistema.

Um software instalado no computador local de cada pesquisador permite que o usuário tenha acesso remoto ao sistema do Cenapad. Assim, de todos os cantos do país, os cientistas podem usar o poder de processamento do supercomputador, realizando apenas a análise dos resultados obtidos nos micros de suas universidades.

Para conseguir receber o supercomputador, que custou US$ 1,3 milhão (aproximadamente R$ 2,6 milhões), o Cenapad teve que ampliar a área onde a máquina será instalada – passará de 80m² para 100m² –, além de fazer investimentos que permitem o uso ininterrupto do equipamento. Um nobreak e um gerador foram adquiridos e o sistema de refrigeração, que mantém a sala do equipamento em constantes 20°C, recebeu melhorias. “Caso a máquina detecte que a temperatura está acima do ideal, ela reduz a velocidade do clock e diminui o ritmo do processador. Se nada disso adiantar, ela desliga automaticamente, a fim de evitar a queima de componentes”, conta o gerente de Power System da IBM, Aníbal Strianese.

Autodiagnóstico
Para evitar problemas com o sistema, o equipamento realiza autodiagnósticos, por meio dos quais avalia a funcionalidade das partes que o compõem. “Se ele encontrar uma falha, o computador envia uma mensagem para a IBM e nós mandamos um técnico até o local para averiguar. Tudo de forma automática”, acrescenta Strianese.

O novo cérebro eletrônico (2) que irá impulsionar alguns dos mais importantes trabalhos científicos do país conta com processadores Power 7 (que têm capacidade três vezes superior que os do tipo Xeon, utilizados por muitos departamentos de pesquisas) de 1.280 núcleos de processamento (para se ter uma ideia, um computador doméstico potente conta com, no máximo, quatro núcleos).

No total, seis placas GPUs são usadas para o processamento gráfico, alcançando 6,18 teraflops. Além disso, a máquina conta com arquitetura de memória compartilhada, o que otimiza o processamento de dados e aumenta a velocidade das operações. Com tanta potência, o poderoso equipamento deve entrar no cobiçado ranking Top 500, que lista as máquinas mais potentes do mundo.

“Hoje, certamente, ele estaria entre os 300 primeiros”, diz Strianese. Mais da metade dos sistemas da lista (282, ou 56,4%) estão nos Estados Unidos. O Reino Unido tem 38 (7,6%), enquanto a França tem 27 (5,4%). Em termos de fornecedor, a IBM lidera o ranking, com 196 sistemas (39,2% do total), seguida de perto pela HP, que forneceu 186 máquinas (37,2%). A Cray vem em terceiro, com 21 máquinas instaladas (4,2% do total).

1 - Medição de cálculos científicos
Em computação, flop é um acrônimo que significa Floating point Operations Per Second que, em português, quer dizer “operações de ponto flutuante por segundo”. Essa marcação é utilizada para determinar o desempenho de um computador, especificamente no campo de cálculos científicos, que fazem grande uso de cálculos com pontos flutuantes – similares a instruções por segundo.

2 - O mais rápido do Brasil
O computador mais rápido do Brasil foi criado com o apoio da Petrobras e está localizado em cinco universidades (Universidade Federal de Alagoas, UFRJ, PUC-RJ, Unicamp e USP). Eles compõem a rede Galileu, com capacidade de atingir 160 teraflops. O projeto recebeu um investimento de R$ 24,2 milhões e ocupa a 86ª posição do ranking que lista as máquinas mais velozes do mundo.

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