Supercomputadores e nanotecnologia

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  • Publicado : 26 de março de 2012
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O que é um supercomputador?

Columbia, um dos supercomputadores do Centro Avançado de Supercomputação da NASA
(Crédito: NASA Ames Research Center/Tom Trower)
Um supercomputador é um computador cujo desempenho é extremamente grande. A velocidade de processamento de uma máquina dessas supera em milhares (às vezes milhões) de vezes a de um computador doméstico. Ele também precisa ter umacapacidade de memória absurdamente grande para dar conta da enorme quantidade de dados apresentados na entrada e depois produzidos na saída. Por fim, a maioria dos supercomputadores usa um tipo de processamento de informação chamado de processamento paralelo, o que quer dizer que pode calcular várias coisas ao mesmo tempo.
Embora essa capacidade de processamento possa parecer fútil, ossupercomputadores são bastante úteis. Cálculos e simulações científicas que poderiam levar anos podem ser feitas em questão de dias ou mesmo horas. Por conta disso, os supercomputadores têm lugar cativo em centros de pesquisa, sejam elas aeroespaciais, militares, de física, química e medicina.
Por exemplo, já notou que as previsões de tempo hoje são muito mais precisas do que há trinta ou mesmo vinte anos? Issoocorre porque os institutos de meteorologia e clima não mais tentam “adivinhar” o que vai acontecer pela configuração prévia da atmosfera. Em vez disso, um supercomputador simula, baseado nas condições atuais e nas tendências anotadas, como o clima realmente estará.
A quantidade de cálculos para essa simulação é assombrosa, e deve acontecer em poucas horas – caso contrário, não será possívelemitir a tempo um alerta de furação ou de maremoto, por exemplo. Da mesma forma, apenas o imenso poder dos supercomputadores tornam práticas as pesquisas científicas e simulações de armas nucleares, modelagem química e molecular e projeto de aeronaves e carros de corrida.

Seymour Cray e seu Cray-1, em 1970. (Crédito: divulgação)
Os primeiros supercomputadores foram criados na década de 1960 peloengenheiro Seymour Cray para a extinta Control Data Corporation. Cray posteriormente fundou uma empresa que leva o seu nome, a Cray Research, e dominou o mercado da supercomputação durante cerca de 25 anos, até o início dos anos de 1990. Os Cray ainda são estrelas no mundo da supercomputação, mas hoje a concorrência é grande, com empresas como HP, Oracle e, claro, IBM disputando cabeça por cabeçaesse polpudo mercado.
Além dos imensos supercomputadores das grandes empresas, é possível construir, com orçamentos mais modestos, supermáquinas de porte menor, mas ainda assim de grande capacidade de processamento. Esse é o caminho trilhado por centenas de Universidades espalhadas pelo mundo e mesmo por empresas e entusiastas que querem ingressar nesse seleto clube.

O FASTRA ii, umsupercomputador do tamanho de um PC comum e feito em casa.
Em vez do conceito de cluster (computadores independentes ligados em rede), todos os processadores no FASTRA ii trabalham paralelamente compartilhando os mesmos barramentos de dados dentro do mesmo gabinete. (Crédito: ASTRA)
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Processamento paralelo
O grande segredo dos supercomputadores é a força bruta. Além de muita memória, eles possueminúmeros processadores (hoje contados à casa dos milhares) que funcionam juntos, como numa orquestra.
Por conta da quantidade de processadores e de memória, os PCs de casa não são páreo para os supercomputadores, mesmo os mais acanhados. Se compararmos com os primeiros da lista, então, a coisa fica ainda mais distante: o famoso Roadrunner, sétimo supercomputador mais rápido do mundo, possui mais de 19mil processadores. O Jaguar, terceiro no ranking (veja abaixo), tem cerca de 37 mil processadores de dois núcleos, num total de quase 80 mil núcleos. Um PC caseiro tem, no máximo, quatro processadores. E até bem pouco tempo atrás, a regra era possuírem um só.
Com apenas um processador, um computador doméstico ou empresarial pode desempenhar apenas uma tarefa por vez. Mesmo com sistemas...
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