Não é segredo que os supercomputadores são um dos recursos mais preciosos do mundo científico. Estas máquinas permitem, entre outras coisas, resolver problemas complexos e fazer simulações com alto nível de precisão. Fontier, que é o supercomputador mais poderoso do mundo, está nas mãos do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, nos Estados Unidos.
Agora, o país também abriga muitos outros sistemas de computação avançados. Um deles se chama Plêiades e é operado pela NASA. Como você pode imaginar, é uma ferramenta de vital importância para muitas das pesquisas realizadas pela agência espacial dos EUA. Vejamos alguns detalhes desta incrível peça de computação.
O recurso computacional mais importante da NASA
A NASA possui um prédio dedicado a abrigar seus supercomputadores. Estamos falando sobre o Divisão de Supercomputação Avançada (NAS) no Ames Research Center, Moffett Field, Califórnia. A verdadeira estrela do lugar, como você pode imaginar, são as Plêiades, que se destacam de muitas outras. Tem um desempenho de 5,95 petaFLOPS (e um pico teórico de 7,09 petaFLOPS).
Quando falamos em petaFLOPS estamos nos referindo a uma medida do desempenho total do sistema em questão. Um petaFLOP equivale a 1.000.000.000.000.000 FLOPS ou 1.000 teraFLOPS. Em números parece muito, e realmente é, mas vamos ver que lugar ocupa o supercomputador mais avançado da NASA em 2023 no prestigiado ranking TOP500: está classificado em 106.
Para efeito de comparação, o supercomputador Frontier que mencionamos acima tem desempenho de 1,1 exaFLOPS, enquanto nosso protagonista 5,95 petaFLOPS. Para entender um pouco melhor a diferença entre os dois, podemos ver alguns detalhes. Como “peta” equivale a um com quinze zeros depois, um exaFLOP nada mais é do que 1.000 petaFLOPS.
Em todo caso, como dizemos, estamos falando de muita capacidade de cálculo. Agora, para isso, os supercomputadores utilizam uma arquitetura um pouco diferente da da computação tradicional, como a que encontramos em nossos computadores domésticos. Tanto a Fronteira quanto as Plêiades são compostas por um grande número de nós.
Cada nó é uma unidade de computação que possui seu próprio conjunto de hardware. Embora sejam unidades tecnicamente independentes, estas eles trabalham interligados com sistemas de baixa latência e enorme largura de banda de dados para oferecer alto desempenho combinado, especificamente aquele que vimos nas linhas anteriores deste artigo.
Plêiades é composta por 10.410 nós distribuídos em 142 racks. A maior parte do poder de computação vem de 10.268 nós principais da Intel. A NASA usou processadores Xeon E5 com microarquiteturas Broadwell, Haswell, Ivy Bridge e Sandy Bridge. Existem também 121 nós que combinam CPUs Sandy Bridge, Skylake e Cascade Lake com GPUs NVIDIA Tesla K40 e V100 (e nós de subsistema).
Ao nível da interconexão, têm sido utilizadas diferentes versões da plataforma InfiniBand da NVIDIA. E, se falarmos do sistema operacional, aqui tudo é território Linux. O supercomputador utiliza uma solução conhecida como TOSS (Tri-Lab Operating System Stack), projetada especificamente para uso em determinados laboratórios e agências dos Estados Unidos.
Como podemos ver, é uma mistura de componentes de diferentes gerações. Isso ocorre porque os supercomputadores geralmente são projetados para serem altamente escaláveis. Isso significa que hardware compatível mais moderno pode ser adicionado a eles ao longo do tempo. Na verdade, Plêiades foi lançado em dezembro de 2008 e recebeu diversas atualizações desde então.
As capacidades do supercomputador têm se concentrado principalmente em simulações, processamento de dados, pesquisas relacionadas às ciências da terra, astrofísica e aeronáutica, entre muitos outros. No momento, Plêiades não tem data de aposentadoria, então tudo parece indicar que ele continuará dando sua importante contribuição à ciência por muito mais tempo.
Imagens: NASA
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