Top 500 dos supercomputadores: Brasil emplaca 6 máquinas no ranking mundial

O Brasil tem um dos 33 supercomputadores mais rápidos do mundo em uma lista que avalia os 500 equipamentos com mais alta performance desenvolvidos em diferentes países. A lista dos Top 500 foi fechada em novembro deste ano, e outras quatro máquinas brasileiras do tipo compõem o ranking.

O mais bem colocado é o equipamento Pégaso, da Petrobras, que aparece em 33º posição. Além do poder, ele também é o mais ecoeficiente da América Latina, ocupando a posição 39º de ranking de eficiência energética.

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Completam a lista de desempenho as máquinas brazucas: Dragão (65º) e Atlas (126º), ambas da Petrobras; o Iara (126º), da SiDi (empresa de software e pesquisa), e o NOBZ1 (155º), da MBZ (empresa de software), Santos Dumont, do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (462º).

Supercomputadores são máquinas com velocidade de processamento e capacidade de memória milhares de vezes maior do que computadores comerciais.

Para que servem os supercomputadores?

As máquinas são usadas para processamento de cálculos complexos e tarefas extensas, empregados em pesquisas científicas com grandes volumes de dados. As áreas mais comuns são meteorologia, geologia, medicina, óleo e gás e física.

Com o resultado do ranking, a Petrobras obtém o "tetracampeonato" em HPCs (High Performance Computer ou Computação de Alto Rendimento, em tradução livre), ao emplacar um supercomputador a cada ano.

Em 2019, a companhia brasileira teve destaque com o Fênix; em 2020, com o Atlas e em 2021 com o Dragão.

Processamento de seis milhões de celulares

O Pégaso tem poder de processamento equivalente à soma de seis milhões de telefones celulares ou de 150 mil laptops modernos.

Segundo a Petrobras, o equipamento aumentará a capacidade atual de processamento da petroleira nacional de 42 para 63 Petaflops (Pico DP). A companhia prevê alcançar um poder total de desempenho de 80 Petaflops, com o acréscimo de 4 máquinas menores.

Para se ter uma ideia, 1 Petaflop equivale a 1 quatrilhão de operações matemáticas por segundo. Esse potencial é importante para habilitar as iniciativas de tecnologia digital, em benefício da eficiência das operações, tornando a empresa mais resiliente às mudanças de cenários de negócio.

Com processamento de dados de 21 Petaflops (Pico DP), o Pégaso tem quase a soma do Dragão (14 Petaflops) e do Atlas (8,9 Petaflops) juntos. São 678 terabytes de memória RAM e rede de 400 gbps, além de 2016 GPUs - Grafic Process Units, na sigla em inglês.

Pode-se dizer que o Pégaso é um equipamento "de peso". São 30 toneladas de componentes distribuídas em racks que, enfileirados, somam 35 metros. A máquina estará operando em plena capacidade em dezembro deste ano, de acordo com a companhia.

Outra característica do supercomputador Pégaso é a eficiência energética. Quando estiver em plena produção, o Pégaso terá um consumo máximo de 1,5 MW, equivalente ao consumo anual de uma cidade de 6.800 habitantes, como Santo Antonio do Pinhal (SP).

Com a divulgação do ranking Top500, o Pégaso se posiciona como o 5º maior da indústria de óleo e gás e 33º maior supercomputador global.

Conheça os outros supercomputadores

Fênix: o supercomputador Fênix, também da Petrobras, foi considerado o mais poderoso da América Latina em 2019. Formado por 48.384 núcleos de processamento e um total de 55.296 gigabytes de memória, a máquina reduziu o tempo de processamento dos algoritmos de simulação da Petrobras em quatro vezes, se comparado com outras tecnologias dentro do parque tecnológico da petroleira.

Do ponto de vista do hardware, o Fênix é formado por 576 processadores Intel Xeon Gold 5122 (a título de curiosidade, uma CPU dessas pode custar mais de R$ 20 mil), auxiliados pela alta capacidade de processamento paralelo das Nvidia Tesla V100, GPUs especializadas para supercomputadores.

Essa massa de processadores permite que o Fênix alcance uma performance computacional bruta de 1.836 teraflops (em teoria, 4.397 teraflops), precisando de um suprimento de 287 quilowatts para operar.

Atlas: o supercomputador Atlas, também da Petrobras, foi o melhor ranqueado em 2020. Com todo o poder interno, ele equivale à capacidade de cerca de 1,5 milhão de smartphones ou de 40 mil notebooks de última geração.

Ao lado do Fênix, ele é responsável pelo processamento de dados geofísicos gerados durante as atividades de exploração e de desenvolvimento da produção de óleo de gás. Esse processamento todo é necessário para criar as imagens representativas da geologia abaixo do fundo do mar, onde estão as camadas de sal e os reservatórios de petróleo.

As imagens sísmicas, que são fundamentais para as descobertas de óleo e gás, cobrem centenas de quilômetros quadrados e chegam a milhares de metros de profundidade. Por isso os algoritmos que as processam envolvem equações matemáticas complexas, com um volume imenso de dados, gerando imagens que geólogos e geofísicos possam interpretar. O volume de dados referente a um único projeto sísmico pode chegar a ter dezenas de terabytes, mais que a capacidade dos HDs de um computador de mesa atual.

Iara: o supercomputador da SiDi é considerado a maior infraestrutura de Inteligência Artificial (IA) da América Latina. Ele é o primeiro supercomputador do Brasil concebido para contribuir na aceleração de projetos de pesquisa e desenvolvimento de soluções de IA.

Construído em parceria com a Samsung, a partir de recursos da Lei da Informática, o supercomputador conta com tecnologia da NVIDIA Enterprise, empresa que inventou a GPU (unidade de processamento gráfico) e revolucionou a computação paralela. Sua capacidade é de 125 petaflops de desempenho, o que equivale a 2 milhões de notebooks trabalhando em conjunto.

Instalado em um data center em São Paulo, o supercomputador ocupa uma área de 100 metros quadrados e já está em atividade.

Santos Dumont (SDumont): o equipamento avançado funciona no Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações em Petrópolis (RJ). A máquina trabalha em pesquisas que se distribuem por áreas do conhecimento como astronomia, ciência da computação, ciências agrárias, biológicas, da saúde, dos materiais e sociais, engenharias, física, geociências, matemática, meteorologia e química.

O supercomputador, instalado em 2015 no LNCC, foi o primeiro no Brasil em Petascala. Em 2019, com a iniciativa do consórcio de Libra e liderado pela Petrobras, o Santos Dumont aumentou 5 vezes sua capacidade para conduzir a comunidade científica para um novo patamar de pesquisa e desenvolvimento.