Arquitetura dos supercomputadores

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Sumário
1. Introdução
2. Supercomputadores
2.1 Características
2.2 Os primeiros Supercomputadores
3. Top 500
3.1 Países
3.2 Áreas de aplicação
3.3 Sistemas Operacionais
3.4 Número de núcleos de Processamento
3.5 Arquiteturas
3.6 Interconexão
4. Exemplos de Supercomputadores
4.1 Tianhe-1A
4.2 Jaguar
4.3 Tupã
1. Introdução
Para entender a grandeza de uma supermáquina deprocessamento e as infinitas
possibilidades de utilização, precisa-se antes entender como elas surgiram e quais são
suas principais características.
Conhecendo então o que são os supercomputadores e como eles estão
relacionados com a nossa realidade atual, poderemos então ver sua importância e os
benefícios trazidos à humanidade.
2. Supercomputadores
Grande porte, enorme capacidade de memória e deprocessamento de
informações, estas são algumas características de uma supermáquina da computação.
A vantagem de se ter um desses computadores com altíssima velocidade de
processamento é a possibilidade de se fazer tarefas intensivas e cálculos complexos,
como resolver problemas envolvendo física quântica, meteorologia, modelagem
molecular e simulações físicas.
Um fato interessante é que ossupercomputadores de hoje tendem a ser os
computadores pessoais de amanhã. Um modelo quad-core Xeon de 2.66 Ghz, por
exemplo, supera o supercomputador Cray C90, que valia milhões de dólares no
começo da década de 90.
Ou seja, com o passar dos anos, pesquisas e avanços das tecnologias provocam
a queda no custo das operações realizadas pelos computadores. Em 1961, o custo por
GFLOPS era de US$ 1trilhão, enquanto que hoje em dia o custo é de apenas
US$0,13 .
2.1 Características
Como vimos, supercomputadores são únicos em vários aspectos, iremos
ressaltar algumas dessas principais características.
2.1.1 Velocidade de Processamento
A velocidade de processamento de um supercomputador é medida em FLOPS
(Floating Point Operations Per Second), ou seja, é quantidade de operações de pontoflutuante por segundo.
Os supercomputadores atuais atingem velocidades na grandeza dos petaflops
(PFLOPS), o que equivale a quatrilhões de cálculos por segundo.
Para se ter uma ideia, o processamento de um computador pessoal chega nos
100 gigaflops (Core i7 980x da Intel), ou seja, cerca de 10 mil vezes menor que de
um supercomputador.
2.1.2 Tamanho
A arquitetura moderna desupercomputadores envolve vários computadores
interconectados e vários processadores trabalhando simultaneamente, o que requer
instalações e sistemas de refrigeração especiais.
Eles chegam a ocupar salas inteiras. O supercomputador número 1 da lista TOP
500 (Tianhe-1A), por exemplo, tem 103 gabinetes do tamanho de uma geladeira, pesa
155 toneladas e ocupa uma área de 1.000 metros quadrados.
2.1.3 ClientesUsuais
O mercado de supercomputadores é bem restrito, os compradores geralmente
são grandes centros de pesquisas, governos, universidade e agências militares.
Por exemplo, o supercomputador brasileiro Tupã, foi adquirido pelo INPE
(Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) que é um um dois maiores institutos do
país, com um dos 5 maiores centros de climatologia do mundo.
2.1.4 ConstanteEvolução
Desde que foi criada, em 1993, a lista Top 500 já teve 13 líderes, sendo que o
maior tempo que um supercomputador permaneceu como o mais rápido foi cerca de 3
anos (Blue Gene/L da IBM). Outros como o Cray Jaguar e o IBM Roadrunner
ficaram apenas 1 ano no topo da lista.
Constantemente vemos anúncios de que novas supermáquinas estão em
construção e desenvolvimento, o que nos leva aconclusão de que esse setor está
sempre avançando e evoluindo.
2.1.5 Preço Elevado
Atualmente, os supercomputadores chegam a custar até centenas de milhões de
dólares. O Cray Jaguar custou 100 milhões de dólares, o preço equivalente a mais ou
menos 85 mil computadores pessoais.
2.2 Os primeiros supercomputadores
Há muitas divergências quanto ao primeiro supercomputador que existiu.
Vamos...
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