TecnoSapiens

Para continuar a discussão sobre um artigo que foi publicado no TecnoSapiens, contemplando simulação computacional, convidei um de nossos leitores que é formado em Física computacional e mestrando na mesma área no Instituto de Física da USP – São Carlos, para nos dar algumas informações importantes sobre a elite da Simulação Computacional. Este é um tema atual e o Brasil possui algumas dessas “feras” operando atualmente, e entre elas, o Netuno da Pebrobrás e UFRJ, que está entre os 500 maiores supercomputadores do mundo. Portanto apresento a você, caro leitor,  Weslley Souza Patrocinio, nosso colaborador. Segue seu artigo!

O histórico dos computadores sempre envolveu situações aplicadas que precisavam ser resolvidas de forma rápida. Considerado o primeiro computador, o ENIAC foi criado para cálculos de balística em plena Segunda Guerra Mundial. Desde então, o computador evoluiu tremendamente, e novas tecnologias foram surgindo conforme a demanda de aplicações a serem resolvidas, e novas descobertas eram usadas no desenvolvimento de computadores mais modernos, o que criava um ciclo auto-suficiente.

O primeiro supercomputador a ficar mundialmente famoso foi o CRAY, por iniciar o que seria chamado de Processamento Vetorial, ou seja, uma mesma operação é aplicada em uma grande quantidade de dados, ao mesmo tempo, desde que não exista dependência entre os dados. A arquitetura destes computadores é extremamente complicada e exótica, comparada às arquiteturas mais comuns. O desempenho dos computadores era extremamente alto, entretanto seu preço chegava a algumas unidades de milhões de dólares. Tais arquiteturas exóticas, não só as desenvolvidas pela Cray Inc., dominaram por cerca de duas décadas o mercado da supercomputação.

Com o avanço da microeletrônica e dos circuitos integrados miniaturizando os componentes de um computador, uma nova vertente de supercomputadores surgiu: os compostos de milhares de processadores simples, as máquinas Massivamente Paralelas. Tais computadores têm um custo menor do que as arquiteturas vetoriais, e envolvem processadores já bem conhecidos pelos programadores, o que facilitava a programação.

Hoje em dia há um revezamento entre as duas vertentes de supercomputadores. Observando a lista dos supercomputadores mais rápidos do mundo (http://www.top500.org) vemos um domínio da IBM, com duas arquiteturas diferentes: O Blue Gene e o Roadrunner.

O Blue Gene nasceu de uma parceria entre a IBM, instituições de pesquisa (academia e indústria) para desenvolver um computador com alto custo/benefício quando aplicado a simulações de biologia, farmácia e outras aplicações que necessitassem de processamento massivo de dados. A estratégia de desenvolvimento foi criar um computador composto por milhares de processadores simples. Em alguns casos, o número de processadores pode chegar a centenas de milhares. Até junho de 2008 o Blue Gene ocupava o topo da lista do top500 (com um desempenho de cerca de 500 TFLPOS ), sendo desbancado pelo Roadrunner. Hoje, 4 entre os 10 computadores mais rápidos são Blue Gene’s.

Já o Roadrunner foi desenvolvido paralelamente pela IBM e Sony. A idéia era desenvolver uma nova arquitetura, que seria aplicada no mercado dos games (Playstation 3) e em outras aplicações com demanda em processamento dinâmico. Da parceria com a Sony nasceu o Cell, o qual consitui o Playstation 3 (daí vem o uso destes videos-game para processamento científico). Depois veio a idéia de construir um supercomputador composto por Cell’s, de onde nasceu o Roadrunner, o computador mais rápido do mundo atualmente, atingindo a casa dos petaFLOPS. Só por curiosidade, Roadrunner é o nome original do tradicional desenho animado Papa-léguas.

De acordo com os projetos em andamento da IBM, a tendência é usar a tecnologia de chips de alta densidade e de múltiplos core’s para construir chips onde cada unidade é constituída de dezenas ou centenas de processadores, praticamente um supercomputador. Com isso, devemos ver máquinas com desempenhos assombrosos, contribuindo com o desenvolvimento de novas tecnologias, as quais provavelmente serão usadas em novos computadores, mantendo assim o ciclo de desenvolvimento.

Weslley Souza Patrocinio

Contato: weslley.1985 em gmail.com

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