O que são e para que são usados os supercomputadores

Supermáquinas desenvolvidas para estudos específicos atingem velocidades inacreditáveis de processamento.
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Por Danilo Amoroso em 2 de Junho de 2009

Se você acha que o seu PC é um supercomputador, talvez seja melhor rever seus conceitos. Mesmo que a placa de vídeo rode os jogos mais exigentes, que o processador carregue inúmeros programas ao mesmo tempo e que ele faça tudo em um piscar de olhos para você, ele está longe de ser chamado um supercomputador.

Mas não se irrite, de maneira alguma estamos menosprezando o seu equipamento. O que acontece é uma simples confusão com o termo. Para esclarecer tudo, este artigo vai explicar o que são essas máquinas e tentar chegar a conclusões sobre o que o futuro desses possantes nos reserva.

Super o quê?

Um supercomputador representa o que de mais avançado a tecnologia de processamento já alcançou em termos de velocidade. Geralmente são desenvolvidos por empresas tradicionais, mas não em série.  Entre as maiores desenvolvedoras, estão IBM, Cray e Silicon Graphics.

Logo, supercomputadores são produzidos para executar operações específicas e cálculos de extrema complexidade, como em análises de física mecânica. Outros usos para supercomputadores incluem previsão do tempo, pesquisas climáticas, criação de modelos moleculares, simulações físicas (aviões em túneis de tempo, por exemplo) e outros semelhantes. Até mesmo para simulação de detonação de bomba atômica os supercomputadores são utilizados. Universidades, agências militares e laboratórios de pesquisas científicas são típicos "usuários" dessas máquinas.

Quando se fala em supercomputador, não significa que ele é simples assim e cabe em qualquer lugar. A arquitetura moderna de supercomputadores envolve vários computadores interconectados – em alguns casos via rede, em outros, não. Também há vários processadores trabalhando simultaneamente. Ele chega a ocupar salas inteiras de mais de 300 metros quadrados.

A velocidade de processamento de supercomputadores é incrível.Velocidade

A velocidade de processamento de um supercomputador é medida em FLOPS (Floating Point Operations Per Second). Essa medida é única de um benchmark próprio que simula situações reais. Para que você tenha uma vaga ideia da capacidade de uma máquina dessas, o supercomputador mais rápido da atualidade tem velocidade equivalente a 10 vezes a velocidade de processamento de 100 mil laptops.

Para quem quiser fazer as contas, aí vai: este supercomputador tem capacidade de 1.7 petaflops. 1 petaflop equivale a 1000 teraflops, os quais equivalem a 1000 bilhões de operações por segundo.

O presente

O computador mais rápido do mundo na atualidade é o RoadRunner, da IBM. Essa constatação é da lista Top500, um projeto que acompanha e faz o ranking de supercomputadores desde 1993. Ele está no Los Alamos National Laboratory, no estado do Novo México, Estados Unidos. Ele conta com 12960 microprocessadores IBM PowerXCell 8i, 6480 processadores AMD Opteron dual-core, tecnologia Infiniband para interconexões e sistema operacional Linux. O preço: US$ 133 milhões.

Para acompanhar a lista dos supercomputadores mais potentes do mundo, acesse o site da Top500.

O RoadRunner, o supercomputador mais rápido do mundo.

Em dezembro de 2008, foi anunciado o Tesla, o primeiro supercomputador para uso pessoal. Desenvolvido pela Nvidia e lançado em Londres, ele está presente nas Universidades de Cambridge e Oxford. O Tesla conta com processador AMD Phenom 9850 de 2.5 GHz quad-core, 16 GB de memória RAM (quatro slots de 4 GB cada), disco rígido de 640 GB e quatro placas gráficas C1060. O preço: mais de 4 mil libras.

Com o Tesla, segundo a NVidia, 20 minutos bastam para baixar um filme para o iPod, por exemplo. A Dell, de acordo com o jornal britânico Telegraph, entrou na briga e anunciou que vai lançar supercomputadores pessoais no mercado em breve.

O futuro

A própria IBM já anunciou que o RoadRunner será ultrapassado. O projeto chama-se Sequoia está previsto para o ano de 2011. O objetivo é atingir a performance de 20 petaflops, ou seja, mais do que o desempenho dos 500 supercomputadores mais rápidos da atualidade e 20 vezes mais rápido que seu antecessor.

O Sequoia será utilizado em pesquisas nucleares, astronômicas, do genoma humano e de mudanças climáticas. Para se ter uma ideia, a capacidade do Sequoia é o equivalente a 200 milhões de laptops.

Ele vai contar com mais de um milhão de microprocessadores, distribuídos em uma área de 900 metros quadrados, consumindo em energia o equivalente a 500 casas estadunidenses em um ano.

O que esperar

Desde que foi instituída, em 1993, a lista do Top500 já teve 11 líderes. O maior tempo em que um supercomputador passou como o mais rápido do mundo foram os três anos e oito meses que o Blue Gene/L, da IBM, assumiu o posto, de novembro de 2004 até junho de 2008. Já levando em consideração o anúncio da IBM do Sequoia, chega-se à conclusão que o desenvolvimento de supercomputadores é constante e rápido.

Fato é que os supercomputadores de hoje tendem a ser computadores simples de amanhã. Imagine que um modelo quad-core Xeon de 2.66 GHz vai superar o supercomputador Cray C90, que valia milhões de dólares no começo da década de 90.

A tecnologia de supercomputadores busca reduzir o tamanho dos seus componentes, tornando as possibilidades mais viáveis para usuários domésticos. Isso não significa ter o mesmo RoadRunner ao lado da sua cama, mas certamente as adaptações para usuários domésticos estão muito facilitadas.

Outra certeza é que supercomputadores ajudarão cada vez mais a ciência em pesquisas de importância enorme, como o Genoma Humano. Ao mesmo tempo, pesquisas envolvendo bombas e armamento nuclear também passarão pelos mesmos processadores.

Mas há um feito que talvez nenhum supercomputador consiga atingir. Nem o mais otimista e genial desenvolvedor espera construir uma máquina capaz de compreender vários idiomas, processar complexas imagens, controlar todo o corpo humano, entender problemas e criar soluções.

Ele é composto por mais de um trilhão de células, com 100 trilhões de conexões entre elas. Em uma estimativa – com poucas certezas –, esse supercomputador executa 10 quatrilhões de instruções por segundo. A única certeza é que este supercomputador chama-se cérebro e nenhum computador é páreo para ele.



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