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Jornal da Unicamp online

Supermáquina incrementará pesquisas

Publicado em 04 outubro 2010

Por Isabel Gardenal

A expectativa de oferecer aos seus usuários o melhor equipamento possível já é uma realidade no Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Cenapad) de São Paulo, localizado na Unicamp. É que nos últimos dias, com a chegada de uma supermáquina ao órgão, a segunda mais poderosa do Brasil em importância para ciência e tecnologia, terá aumentada 25 vezes a sua capacidade computacional em relação à máquina que a antecedeu.

A iniciativa, possível graças a um financiamento da Fapesp com dotação de US$ 1,35 milhão, permitirá aos pesquisadores brasileiros contarem com um novo aliado para o desenvolvimento de pesquisas de vanguarda. "Vivemos uma feliz euforia, pois agora partiremos para um patamar mais avançado", sintetiza o coordenador-executivo do Cenapad, o físico Edison Zacarias da Silva. A inauguração do novo parque computacional está prevista para este dia 13 de outubro, às 15 horas, no Cenapad.

Com maior poder de processamento e de atender maior número de usuários das mais diversas áreas do conhecimento que necessitem da computação de alto desempenho, tão logo seja apresentada ao público, a supermáquina estará liberada para uso dos pesquisadores associados ao Centro. "Será um outro diferencial, pois estaremos passando de 1.5 Teraflops (Teraflops - trilhão de operações de ponto flutuante por segundo) para 36 Teraflops", considera o coordenador do Cenapad. O equipamento põe em execução um processador proprietário da IBM, Power 7, dos mais modernos que a empresa dispõe no momento. A ideia, no entanto, é que o equipamento anterior não deixe de ser empregado, o que agilizaria a realização de novos trabalhos.

Conforme Zacarias da Silva, o que mais se comenta sobre estas máquinas poderosas é o número de processadores. A nova máquina possui 1.280 nós de processamento. Para se ter uma ideia, dimensiona ele, 1 nó de processamento Power corresponde ao poderio computacional de 3 nós de processamento zion, ou seja, o processador Power tem uma capacidade três vezes maior do que os do tipo xeon, também muito utilizados. Além disso, quando se fala que a nova máquina tem esses 1.280 nós de processamento, isso equivale a dizer que na verdade ela tem 3.840 processadores convencionais operando em um único equipamento.

Outros componentes ajudam a potencializar a capacidade da máquina do Cenapad, como as seis placas GPU (unidade de processamento gráfico) que, juntas, correspondem a uma performance de 6,18 Tflops. O supercomputador tem ainda uma arquitetura de memória compartilhada, cuja proposta é otimizar o processamento de dados e aumentar a sua velocidade.

Negociação

O coordenador do Cenapad admite poém que, para ter sempre máquinas que exibam uma melhor performance, elas dependem de financiamento, como acontece com quase a totalidade dos projetos nas universidades. Para conseguir equipamentos, são buscadas duas fontes de financiamento principais: uma federal e outra diretamente nas agências de fomento à pesquisa, em geral no Estado em que foi desenvolvida a investigação.

O primeiro financiamento que o Cenapad da Unicamp alcançou para aquisição de máquina aconteceu quando a Fapesp fez a primeira chamada de equipamentos multiusuários, em 2005. Foi adquirida uma máquina da Silicon Graphics, ao custo de US$ 390 mil. Este projeto redundou em grandes benefícios científicos e tecnológicos ao país. Tanto é fato que em dois anos foram desenvolvidos mais de 200 trabalhos científicos e um elevado número de teses (foram produzidas 30 teses utilizando este equipamento - metade de mestrado e metade de doutorado). De posse destes resultados, solicitou-se da Fapesp renovação do projeto de reequipamento do Centro de Computação do Cenapad.

Como os equipamentos de computação perdem a sua atualidade e a sua capacidade muito rapidamente, avisa Zacarias da Silva, de 2005 a 2009 eles já estavam praticamente superados. "Entendemos que um caso de sucesso até aquele momento poderia ser um fracasso se não houvesse um novo investimento. Isso porque as pessoas, ao não terem opção de usar este equipamento, procuram resposta em outras soluções", explica ele. "Perde-se em impacto institucional. Por isso, neste particular, a Fundação foi sensível ao acolher o nosso projeto, destinando-nos uma soma substancial."

Em função dessa conquista, o Cenapad chamou todos os fornecedores de equipamentos de alta tecnologia e explicou-lhes que queria a melhor máquina que eles tivessem. Zacarias da Silva estipulou a capacidade teórica de processamento de uma máquina, projetando a compra de um equipamento de 22 Teraflops. "Ao final das negociações, conseguimos uma máquina de 36 Teraflops, superando bem a primeira estimativa", comemora.

A capacidade computacional proporcionada pelos novos equipamentos deve colocar este sistema entre as 500 máquinas com maior poderio computacional no mundo. O novo sistema deve figurar na próxima edição da lista TOP500, que sai duas vezes ao ano. "O Cenapad-SP nunca esteve antes neste ranking, mesmo assim ajudou muito a comunidade de processamento de alto desempenho. O nosso foco é o atendimento aos usuários, porém aparecer no TOP500 é um adicional interessante e que muito nos distingue", informa Zacarias da Silva.

Finalidade

O coordenador do Cenapad esclarece que, na sociedade moderna, tudo o que se tem hoje em dia envolve algum tipo de processamento. "Um novo carro é projetado através de um computador antes de ir para a linha de produção. Os aviões modernos são produzidos virtualmente num projeto de computação, para depois entrarem em escala industrial", expõe.

Na Unicamp, as supermáquinas são utilizadas como auxiliares para o desenvolvimento de pesquisas majoritariamente em nanociência, por pesquisadores de todo país. Outras áreas também usam os computadores de alto desempenho, como as engenharias, mas os pesquisadores das áreas de física e química são maioria.

A pesquisa toda, que envolve uma ciência num mundo microscópico, olhando as moléculas - como elas se formam e como é a sua estrutura -, através dessas máquinas, permite que os pesquisadores façam cálculos sofisticados e novos, muitos deles inclusive até com capacidade preditiva, isto é, de prever novas estruturas, novos fármacos e novos materiais que possam conter propriedades interessantes do ponto de vista de descoberta, com uma pureza e com uma condutividade maiores.

É um ganho para a Unicamp como um todo e para o Cenapad em particular, salienta Zacarias da Silva. Neste ano, no Cenapad foram atendidos cerca de 272 pesquisadores, que usam os equipamentos do centro com regularidade. Destes 272, nem todos estão utilizando esses equipamentos o tempo todo, mas estão cadastrados e podem usar os supercomputadores. Neste momento, existem 118 projetos ativos de pesquisa e desenvolvimento (P&D). Para alguém utilizar esse sistema, ele tem que apresentar um projeto de pesquisa, o qual é apreciado por um conselho científico.

Uma vez aprovado o projeto, o pesquisador recebe um tempo de computação para utilizar esta ferramenta. Pode inclusive usá-lo remotamente, do Amapá, do Amazonas, do Ceará e de outros Estados, acessando o sistema de um terminal de computador. Eles entram no sistema e podem submeter os seus trabalhos. Quando concluídos os projetos, os pesquisadores recebem um e-mail informando que o trabalho encerrou. O próximo passo consiste em conferir os resultados obtidos, tudo feito a distância, o que facilita muito a consecução da pesquisa.

Produção

Os novos projetos poderão ser mais ambiciosos, posiciona o coordenador, porque agora a capacidade computacional será igualmente maior. Com esta nova máquina, também é de se esperar um número maior de pesquisadores que antes não usavam-na, com um significativo contingente de alunos de pós-graduação, com seus projetos de tese.

O Cenapad integra o Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Sinapad) do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), que congrega oito centros espalhados pelo país, e foi criado em 1994. Em suas dependências, foram desenvolvidas 107 teses de mestrado, utilizando o seu equipamento no período de 1998 a 2010, e 94 teses de doutorado, somados a 815 artigos publicados em revistas internacionais. "Então o Cenapad é uma referência no país em apoio a pesquisas que usam computação de alto desempenho e agora, com esta máquina, poderemos ajudar mais ainda a comunidade científica brasileira", realça Zacarias.