Como supercomputadores ajudam no avanço de pesquisas

Os supercomputadores são máquinas com capacidade de memória e velocidade de processamento incomparáveis com os computadores que usamos no dia a dia. Isso é necessário pois essas supermáquinas são utilizadas para, praticamente, “predizer o futuro”.

Os computadores de alto desempenho (HPC, na sigla em inglês) são usados para processamento paralelo, cálculos complexos e tarefas extensas e intensivas, que exigem na ordem de quatrilhões de cálculos por segundo. Geralmente, são empregados para pesquisas científicas em áreas como óleo e gás, mudanças climáticas e medicina, que contam com grandes volumes de dados.

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A Atos, uma consultoria especializada em montar essas máquinas, é uma das principais referências do setor quando o assunto são supercomputadores. A empresa desenvolveu supermáquinas que atendem a diversas finalidades para diferentes continentes, com diversas delas computadas na Top500.org — lista de HPC mais potentes do planeta. Globalmente, são 40 supercomputadores integrados pela companhia presentes no ranking, sendo quatro no Brasil. 

Veja abaixo como alguns de seus supercomputadores são usados ao redor do mundo. 

Dragão — Brasil 

Listado na posição 55ª do ranking da Top500.org de novembro/2021 — lista de HPC mais potentes do planeta —, o supercomputador Dragão foi adquirido pela Petrobras no fim de 2020, e ocupou a posição 46ª em junho/2021. 

O Dragão foi projetado pela empresa para gerar imagens representativas da geologia abaixo do fundo do mar, onde ficam as camadas de pré-sal. São analisadas centenas de quilômetros quadrados, a milhares de metros de profundidade e isso é fundamental para as descobertas de novas jazidas de óleo e gás. Essa é uma tarefa impossível para um computador convencional. Para o HPC Dragão, no entanto, é possível realizá-la com agilidade e precisão. 

Atlas — Brasil 

Também pertencente à Petrobras, o Atlas está na 107ª posição do ranking atual do Top500.org, quando lançado, ocupou a posição 56ª na lista de junho/2020. Esse tem uma das maiores capacidades de processamento da região latino-americana — o equivalente à soma de 1,5 milhão de smartphones ou de 40 mil laptops de última geração. Assim como o Dragão, o Atlas é utilizado para gerar imagens e análises das camadas de pré-sal. 

Mahti — Finlândia 

Inaugurado em 2020 no Centro Finlandês de TI para Ciência, o supercomputador Mahti é o mais rápido dos países nórdicos. Ele está sendo utilizado por pesquisadores para avançar com projetos de pesquisa que incluem modelagem do efeito das mudanças climáticas nas camadas de gelo da Antártida e no nível do mar, usando inteligência artificial para simular o crescimento de nanotubos de carbono e a reconstrução do efeito da tempestade espacial geomagnética de Carrington. Atualmente, ocupa a posição 92 do ranking atual do Top500. 

O Mahti está disponível para todos os pesquisadores em universidades e institutos de pesquisa finlandeses para apoiar diversas áreas. Nos últimos meses, tem servido como apoio a projetos e desenvolvimento de medicamentos, simulações extensivas de dinâmica molecular ou para modelar o clima espacial e mudanças climáticas, bem como acelerar a luta contra a covid-19. 

JUWELS Booster Module — Alemanha 

Anunciado em novembro de 2020, o Juwels é o supercomputador com maior eficiência energética em sua classe em todo o mundo, classificado em primeiro lugar em eficiência energética na lista TOP100 lançada no período. Isso é graças à solução DLC (Direct Liquid Cooling) patenteada da Atos, que diminui o consumo de energia usando água quente a 40° C. O supercomputador está sendo usado em pesquisas relacionadas a clima, meio ambiente, gestão de energia sustentável e propriedades de materiais ou pesquisas sobre o cérebro. 

Levante — Alemanha 

O Centro Alemão de Computação Climática (DKRZ, na sigla alemã) conta com a Levante, supermáquina que ocupa a posição 68 no ranking Top500. Ela aumenta o poder de computação do DKRZ em cinco vezes se comparado com o HPC em operação atualmente, o Mistral, fornecido pela Atos em 2015. 

O supercomputador vai permitir simulações mais detalhadas dos eventos climáticos. Esse aumento significativo no poder de computação permitirá que os pesquisadores da DKRZ usem modelos de clima e sistema terrestre regionalmente mais detalhados. Com isso, poderão incluir mais processos nos cálculos, simular períodos de tempo mais longos ou capturar com mais precisão a variabilidade natural do clima usando cálculos de conjunto, reduzindo, assim, incertezas.