Tecnologia

Supercomputador no Olimpo

Quando os primeiros deles começaram a surgir, décadas atrás, os computadores ocupavam salas inteiras para processar dados bem simples. Atualmente, essas gigantescas estruturas – popularmente reconhecidas como “computadores da NASA” – são largamente utilizadas em diversas áreas do meio acadêmico, tornando pesquisas ainda mais sofisticadas, de alta qualidade e com alta precisão, alcançando reconhecimento nacional e internacional.

Para finalidades científicas, os primeiros modelos dos supercomputadores foram criados na década de 60 do século passado e, desde então, as otimizações e aperfeiçoamentos para aumentar o desemprenho não pararam. Tais máquinas possuem uma alta capacidade de processamento de memória e dados – milhares de vezes superior ao de um computador convencional, sendo assim, capazes de resolver algoritmos mais complexos, tornando-os poderosas ferramentas, utilizadas em diferentes ramos de pesquisas, como meteorologia, medicina, química, biologia, engenharias, física quântica, modelagem molecular, entre tantos outros.

Visando qualificar pesquisas acadêmicas e o desenvolvimento regional, pesquisadores da Universidade Federal do Pará (UFPA) elaboraram projetos para aquisição de um supercomputador e a construção de um prédio adequado para atender as demandas de instalação da máquina. Ambas propostas foram submetidas ao Edital da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP). A obtenção do supercomputador denominado ‘Apollo 2000’ se deu em 2020, e a conclusão das obras do prédio do Centro de Computação de Alto Desempenho (CCAD) em 2021, com inauguração prevista para o ano de 2022.

O professor e doutor em Engenharia Elétrica e Telecomunicações da UFPA João Weyl, coordenador do projeto, explica as vantagens de adquirir um supercomputador. “Muitas das pesquisas que são desenvolvidas hoje na UFPA necessitam de grande poder computacional, o que não tínhamos. Esses processamentos em supercomputadores eram realizados em parcerias com outras instituições de ensino e pesquisa, ou mesmo com a compra de serviços de nuvem. Com a aquisição do Apollo 2000, nossos pesquisadores poderão processar suas pesquisas na nossa própria Instituição, como exemplo: montagem de genomas, desenho de novos fármacos, aplicações de Inteligência Artificial, segurança cibernética, mudanças climáticas, nanomateriais, dentre outras”, afirma.

Os ganhos para a comunidade acadêmica

Com a estrutura computacional instalada, a UFPA tem como meta dar suporte à comunidade científica e tecnológica local, de modo que seja possível ampliar a pesquisa e a inovação em diferentes áreas científicas, promovendo formação de qualidade para estudantes, professores e pesquisadores de diversos cursos, por meio de recursos de hardware e software que atendem às necessidades de alto desempenho. A expectativa é de colocar a UFPA em posição de destaque, como uma Instituição amazônida que produz conhecimento científico por meio de resultados obtidos em um centro de computação de grande funcionamento. “O processamento da informação de forma rápida e eficiente, é, hoje, peça fundamental para a aceleração de pesquisas. Para que o supercomputador seja utilizado com máxima eficiência,

Professor Dr. João Weyl

será elaborado um sistema de gerenciamento de usuários e processos, que garantirá que vários pesquisadores possam utilizar a máquina simultaneamente, executando seus programas, rotinas e processos referentes às tarefas de seus respectivos projetos de pesquisa e de acordo com a necessidade de cada um. Também será possível armazenar os resultados oriundos de experimentos computacionais no próprio supercomputador, pois o mesmo conta com um nó de armazenamento com 156 TB [1TB equivale a 1.000 GB dados]”, ressalta professor João Weyl.

Rede de apoio

Para aquisição do supercomputador, foram investidos mais de 2 milhões de reais, por meio do apoio e colaboração de parcerias essenciais como a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e a Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa (FADESP). “A FADESP vem cumprindo com destaque positivo a missão de apoiar os pesquisadores nas diversas fases do projeto, desde a captação, passando pela gestão e gerência. Sem um apoio profissional e sistematizado da Fundação, fica difícil imaginar como se daria a execução técnica e financeira dos projetos. O acompanhamento foi muito importante para garantir a contratação e entrega da estrutura e da máquina. Agora passamos a execução do projeto, do uso das máquinas, do treinamento, das parcerias, e da busca por manutenção, atualização e expansão da estrutura e certamente iremos executar novos projetos”, comenta o coordenador do projeto.

O futuro já está presente

Como o Centro de Computação de Alto Desemprenho (CCAD) ainda será inaugurado, uma parceria foi feita com o Centro de Tecnologia da Informação e Comunicação da UFPA (CTIC), para que a máquina fique temporariamente em suas instalações, possibilitando o funcionamento antes mesmo de estar na casa nova. Atualmente, o supercomputador se encontra em fase final de testes de desempenho e gerência de usuários. O Apollo 2000 já está sendo utilizado por uma parcela reduzida de pesquisadores e a expectativa é que em breve todos os recursos computacionais estejam liberados para a comunidade científica da universidade. Hoje em dia, a UFPA possui grupos de pesquisas que fazem uso de estruturas de computação de alto desemprenho em suas redes de colaborações; cerca de 30 pesquisadores associados a Programas de Pós-Graduação do Instituto de Tecnologia (ITEC), Instituto de Geociências (IG), Instituto de Ciências Exatas e Naturais (ICEN) e Instituto de Ciências Biológicas (ICB), a maioria participantes do projeto. O professor João Weyl reforça o quanto o supercomputador fortalecerá ainda mais pesquisas de ponta, colaborando com a ciência nacional e internacional:

Poderoso e versátil: são variados os campos de atuação do supercomputador

• Varejo: análise de grandes volumes de dados de clientes para a construção de sistemas de recomendação de produtos direcionados e com melhor atendimento. • Aeroespacial: criação de simulações complexas para melhorar a aerodinâmica de foguetes e módulos. • Petróleo e gás: testes de modelos de reservatório para prever onde os recursos de petróleo e gás estão localizados. • Meteorologia: previsões complexas de desastres naturais por meio de simulações computacionais. • Finanças: execução de análises de risco complexas, modelagem financeira e detecção de fraudes. • Genômica: sequenciamento de DNA e estudo sobre cura de doenças raras. • Medicina: pesquisa de medicamentos, criação de vacinas e desenvolvimento de tratamentos inovadores para doenças raras e comuns. • Mídia:criaçãodeanimações,renderização de vídeos e efeitos especiais para filmes.

Informações da máquina:

O supercomputador adquirido, denominado de ‘APOLO 2000’ é da empresa HPE (Hewlett Packard Enterprise) e é composto de 31 nós computacionais (cada nó com 2 processadores Intel Xeon 6132 14-cores), 868 cores, 3.392 GB de memória, 156 TB de armazenamento e 1 GPU NVIDIA (Tesla V100 com 512 GB de memória), tendo capacidade de aproximadamente 8,0 TFlops com 90% de sua eficiência.

“Espera-se que o CCAD contribua para a ampliação do número de pesquisadores que trabalham com computação de alto desempenho no Estado do Pará e UFPA, com a oportunidade do uso de ferramentas para computação intensiva e pesquisas que antes eram inviáveis devido à falta de um equipamento como o Apollo 2000. Desta forma, a UFPA, que já é reconhecida mundialmente, será uma referência de grandes conquistas científicas, tecnológicas e inovadoras”, finaliza.