Computadores Gigantes
O novo líder da computação portuguesa iniciou operações em Abril,no Técnico. Investigação e testes em ambiente de simulação são as principais funções das novas máquinas fornecidas pela IBM.
O novo líder da computação portuguesa iniciou operações
em Abril, no Técnico. Investigação e testes em ambiente de
simulação são as principais funções das novas máquinas
fornecidas pela IBM.
Há duas formas de estudar a aerodinâmica das bolas de golfe: uma que exige o desenvolvimento e teste de vários modelos de bolas que depois são testados por jogadores profissionais; e outra que exige apenas ensaios em ambientes de simulação de grandes computadores. No Instituto Superior Técnico (IST) não há conhecimento de projectos nesta área, mas se algum dia houver, não será necessário contratar jogadores profi ssionais ou produzir bolas de golfe em série. Basta “correr” os cálculos no supercomputador que iniciou operações em Abril. Afinal, trata-se da unidade computacional mais potente de Portugal.
«Muda um pouco a forma de fazer ciência. Convencionalmente faz-se testes e cálculos com modelos reais. Num computador, pode-se criar um laboratório virtual, que faz os ensaios. Hoje, as ferramentas de simulação são cada vez mais banais. É verdade que não dispensam os testes empíricos, mas reduzem muito o número de possibilidades a explorar, bem como custos e tempo de investigação», explica Luís Silva, professor do IST e presidente do Centro de Física dos Plasmas.
A instalação da unidade de computação de alto desempenho teve início em Dezembro, no Centro de Informática do IST. O projecto foi lançado no âmbito da Rede de Computação Avançada (RCA) e é o primeiro de quatro nós de grande capacidade de computação que vão ser instalados nos próximos tempos em Portugal. A aquisição das máquinas ficou orçada em 330 mil euros financiados a 90% pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). Hoje, os supercomputadores do IST estão a ser utilizados por 30 investigadores de três grupos de centros de investigação portugueses. Em breve, prevê-se que 80 a 100 investigadores recorram à capacidade de processamento das máquinas que, recentemente, ultrapassaram os supercomputadores Milipeia, da Universidade de Coimbra, na liderança dos computadores mais potentes do País.
Ainda que muito acima das capacidades dos computadores utilizados nas casas e empresas portuguesas, as novas máquinas do IST mantêm-se longe do famoso Top 500, classificação dos computadores mais potentes do mundo. «Neste momento, não se justifica ter máquinas tão potentes em Portugal. Provavelmente, apenas três ou quatro investigadores conseguiriam tirar partido de tamanha capacidade de processamento. Mas é razoável pensar em criar um cluster seis a 10 vezes mais poderoso dentro de três ou cinco anos. Depende do financiamento e da massa crítica dos utilizadores», justifica Luís Silva.
AS SUPERBLADES
É possível que quem visita o Centro de Informática do IST não repare na presença dos novos computadores de alto desempenho. As máquinas, fornecidas pela IBM, não se distinguem particularmente de outras que, normalmente, se encontram nas salas de servidores tradicionais. Na verdade, são dois servidores System p, que agrupam 70 módulos (blades) de dois processadores de dois núcleos. Com este arsenal, o IST passou a dispor de uma capacidade de processamento de 1,6 Teraflops, que pode ser repartida por vários projectos de investigação.
Para que as máquinas do IST estivessem aptas a executar tarefas típicas de computação paralela, foram desenvolvidos códigos em C, C++, Fortran e foi exigida a utilização da biblioteca Message Passing Interface (MPI). Com os códigos criados, é possível analisar a qualidade do ar de uma sala, replicando cada parcela desse espaço em partições de processadores que interagem de acordo com as leis que, normalmente, determinam a qualidade do ar em ambiente real. Este é apenas um dos muitos exemplos das investigações que podem ser levadas a cabo num ambiente de simulação.
«É assim que os americanos fazem ensaios com o armamento nuclear. Além de custos muito inferiores, a simulação permite fazer os testes necessários e continuar a respeitar a proibição de ensaios nucleares», exemplifi ca Luís Silva. Além de alternativa a ensaios em ambiente real, cujos custos por vezes são incomportáveis, os ambientes de simulação podem revelar-se especialmente úteis para a investigação em áreas que exigem capacidades de cálculo inalcançáveis por humanos ou computadores tradicionais. No caso das máquinas do IST, já começaram a ser processados projectos de investigação relacionados com a Fusão Nuclear, desenvolvimento de ossos artifi ciais, ou resistência de estruturas de construção civil a condições adversas.
A utilização dos servidores está estimada em 2,4 milhões horas anuais. Este total de horas de processamento está repartido em quatro parcelas: 600 mil horas para cada um dos três grupos de investigação e 600 mil horas para projectos avulsos que justifi quem a utilização desta infra-estrutura. Cada projecto de investigação pode utilizar os supercomputadores do IST durante um máximo de 24 horas. Ultrapassado este limite temporal, os computadores gravam os dados e o projecto volta a entrar em lista de espera, caso as 24 horas de cálculos ininterruptos não tenham sido sufi cientes. «Há projectos que chegam a produzir um Terabyte de informação», lembra Luís Silva. Com tamanha produção de dados, não admira que os próprios responsáveis do IST tenham começado a pensar em futuras expansões das máquinas recém-estreadas. «Os computadores estão inseridos na Rede de Computação Avançada, que vai abranger outras instituições do País. A ideia é criar uma comunidade, com unidades de investigação que não têm hardware, mas têm software para aceder a centros de computação de alto desempenho», conclui Luís Silva.
VISTO À LUPA
Os novos supercomputadores do IST foram instalados para a utilização de três grupos de investigação: 1) Centro de Física de Plasmas e Centro de Fusão Nuclear; 2) Instituto de Engenharia Mecânica; 3) Instituto de Engenharia de Estruturas, Território e Construção do IST e Centro de Estudos de Hidrossistemas.
A instalação destas máquinas é o primeiro de quatro nós computacionais que a Fundação para Ciência e Tecnologia (FCT) no âmbito da futura Rede de Computação Avançada (RCA). A RCA deverá ter por parceiros o IST, a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Universidade do Minho e Laboratório Nacional d e Engenharia Civil.
Os dois supercomputadores do IST são compostos por 70 blades. Cada blade contém dois processadores de dois núcleos em cada uma. A capacidade de processamento das duas máquinas está estimada em 1,6 Terafl ops. No total, existem 560GB de memória RAM. Os dois servidores (System p) foram fornecidos pela IBM.
O sistema dispõe de um total de 5TB para armazenamento de dados. Cerca de 3TB são disponibilizados por uma SAN (Storage Area Network) independente e 2TB estão incorporados nos próprios supercomputadores.
O acesso aos servidores é feito através da Web. Os servidores podem ser utilizados a partir de qualquer ponto do mundo, desde que os utilizadores estejam devidamente registados e utilizem protocolos de transferência de dados encriptados SSH e SFTP.
O sistema fornece dados através de redes Ethernet. No futuro, prevê-se que possa evoluir para redes Myrinet e Infi niband, que podem alcançar larguras de banda 10GBPS.
Os novos servidores têm instalado o sistema operativo Aix, da IBM.
O consumo energético das novas máquinas está estimado em 36Kw/Hora.
As máquinas ainda não têm um nome. Tendo em conta a tradição do IST, é de crer que venham a ter
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