Coppe inaugura o supercomputador Lobo Carneiro

A Coppe/UFRJ inaugura, dia 13 de julho, às 10 horas, o Supercomputador Lobo Carneiro, o mais potente instalado em uma universidade federal do país. Com capacidade de 226 teraflops, ele pode executar 226 trilhões de operações matemáticas por segundo. A cerimônia contará com a presença do Reitor da UFRJ, Roberto Leher, do CEO da Silicon Graphics International (SGI), Jorge Titinger; do diretor da Coppe, professor Edson Watanabe, entre outros.

A solenidade terá início no auditório da Coppe, que fica na Rua Moniz de Aragão, 360, Centro de Tecnologia 2 (CT2), Cidade Universitária. Em seguida, os convidados visitarão a instalação do Núcleo Avançado de Computação de Alto Desempenho (Nacad) da Coppe, onde fica o supercomputador.

Eficiência energética e operação remota são algumas das vantagens do supercomputador Lobo Carneiro. O sistema de engenharia concebido exclusivamente para ele permite que prescinda do acompanhamento presencial 24 horas por dia, como é a regra para os demais computadores de alto desempenho em atividade no Brasil. Também possibilita um monitoramento mais eficiente dos dispositivos de segurança, da temperatura, da umidade, e a redução da atividade e do consumo de energia. O sistema, sem precedentes no país, foi montado pelos pesquisadores da Coppe em parceria com técnicos da startup brasileira Versatus HPC e Silicon Graphics International (consórcio vencedor da licitação).

“A relação capacidade computacional e eficiência energética do Lobo Carneiro é muito boa. O sistema foi concebido para preservar ao máximo a vida útil do equipamento e a operação pode ser feita remotamente, de forma segura, com autocontrole e redundância. Esse modelo de sistema de engenharia não tem precedentes no país”, ressalta o professor Guilherme Travassos, do Programa de Sistemas e Computação da Coppe.

“Na era digital, a quantidade de dados gerados e armazenados em todo o mundo alcançou um volume inconcebível. As técnicas de big data são fundamentais para compreendermos esses dados e esta é uma das missões do supercomputador”, afirmou o coordenador do Nacad, professor Álvaro Coutinho.

O supercomputador terá seu uso compartilhado por pesquisadores da Coppe, de outras unidades da UFRJ, centros de pesquisa de instituições e empresas, públicas e privadas. “A preservação do sistema e a eficiência energética, requisitos que foram exigidos pela Coppe na licitação, vão ao encontro da responsabilidade pelo investimento público”, ressalta o diretor da Coppe, Edson Watanabe.

Caráter inovador desde a instalação

O sistema de engenharia montado para o Lobo Carneiro permite que ele prescinda do acompanhamento presencial, como é a regra para os demais computadores de alto desempenho em atividade no Brasil. Sua instalação é inédita do ponto de vista do controle e da automação.

Segundo Marcelo Pinheiro, diretor Comercial e de Produto da Versatus, não tem nada similar no país. “O padrão é que haja ao menos um profissional presente no centro de operação de um supercomputador. Mas o Nacad – datacentro da Coppe -, é completamente diferente. Ele é remoto, não tem staff, e dispensa a redundância de equipamentos, que só seriam usados na falha dos equipamentos ´titulares´. Nesse setup não é necessário ter geradores, aparelhos de ar condicionado e no-breaks extras. Qualquer possível falha, o equipamento desliga sozinho e se preserva”, explica.

Mas para isso é necessário um alto nível de automação. Refrigeração e no-breaks precisam dialogar com o computador. “O desligamento é preparado para ocorrer em temperaturas confortáveis, de forma que o equipamento não seja exposto a situações críticas. Há múltiplas camadas de proteção. Também há checkpoints para a recuperação dos trabalhos, quando ocorrer esse desligamento”, afirma Marcelo.

“Não há perda do tempo de trabalho computacional já despendido. O foco é preservar a vida útil do equipamento computacional o máximo possível. Muitos grupos de pesquisa têm ambientes de refrigeração muito ruins, o que reduz a vida útil do computador, que não aguenta o desgaste”, garante Álvaro Coutinho, coordenador do Nacad.

Duas vezes e meia mais potente e com maior eficiência energética do que o supercomputador adquirido anteriormente pela Coppe, o Galileu, o supercomputador Lobo Carneiro consumirá 1/3 do consumo da máquina anterior. “Tal eficiência foi um parâmetro fundamental na seleção da máquina”, garante Travassos.

O supercomputador da Coppe integrará o Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho (Sinapad), como primeiro nó, aumentando em 20% a capacidade desta rede e consolidando o Rio de Janeiro como o maior centro de pesquisas a fazer parte. Também atenderá ao projeto HPC4E (High Performance Computing for Energy), que reúne instituições de pesquisa e empresas, do Brasil e da União Europeia. O objetivo é melhorar a eficiência do setor energético, por meio da computação de alto desempenho.

Uma porta para o futuro

Na Coppe e em instituições parceiras, pesquisadores aguardam com ansiedade o Lobo Carneiro entrar em operação. São muitas as aplicações que poderão se beneficiar com a aquisição da nova máquina: estudos de gerenciamento de risco para a Defesa Civil; pesquisas, já em andamento, voltadas para o desenvolvimento de biofármacos e de vacinas no combate ao vírus zika, que exigem processamento de um grande volume de dados; estudos para a área de energia e petróleo, entre outros.

“Vamos testar hipóteses com muito mais agilidade e precisão. A resposta será muito mais rápida. Galileu mudou o mundo usando um telescópio. Os supercomputadores são para a ciência, hoje, o que os telescópios foram para Galileu. O supercomputador Lobo Carneiro é a nossa porta para o futuro”, afirmou Travassos.

Modelos computacionais demandam uma potência computacional elevada para gerar milhares ou mesmo milhões de situações necessárias à observação dos fenômenos estudados pelos cientistas.

“Isso acontece, sobretudo, em áreas que exigem computação intensiva, como as engenharias, física, química, bioquímica, biofísica e outras. A computação de alto desempenho nos possibilita observar de forma mais intensa e detalhada aspectos relacionados a investigações científicas. O modelo e a teoria independem do computador, mas se eles demandarem esforço computacional, a resposta será mais rápida. A vantagem desse tipo de equipamento é encurtar o tempo necessário à observação do experimento e assim ganhar em produtividade”, explica o professor Guilherme Travassos.

“Os números e valores impressionam até mesmo quem trabalha no setor. Para se ter uma ideia, uma simulação que levaria uma semana para ser concluída no computador do meu escritório, ficaria pronta em meia hora neste supercomputador. Um experimento no qual eu tivesse que fazer observações a cada 3 horas, nesse equipamento eu faria a cada 5 minutos”, compara.

A Coppe, a computação e o petróleo

O computador leva o nome do professor Fernando Luiz Lobo Barboza Carneiro (1913-2001), ou simplesmente Lobo Carneiro, como era conhecido por alunos, colegas e amigos. Dentre os feitos acadêmicos do ilustre docente, está a introdução dos estudos em análise dinâmica e não-linear. Este tipo de estudo usa pesadamente a computação para lidar com problemas que envolvem muitas variáveis, cujo comportamento é de difícil previsão, como embarcações e plataformas flutuando no mar, sujeitas à ação das ondas, dos ventos e das tempestades.

Lobo Carneiro coordenou durante 20 anos o projeto “Recursos Computacionais de Engenharia Offshore”, primeiro convênio de cooperação técnico-científico entre a Coppe e a Petrobras, um marco que desdobrou-se em uma parceria permanente, que já trouxe inúmeros benefícios ao país. Desde então, a Coppe e a Petrobras no desenvolvimento de tecnologias que viabilizaram a exploração de petróleo no mar. A parceria entre as duas instituições contabiliza hoje mais três mil projetos.

“Lobo Carneiro foi um dos primeiros engenheiros do país a perceber as vantagens da eficiência de modelos computacionais e simulações frente às formas tradicionais de realizar experimentos científicos”, enaltece o professor Guilherme Horta Travassos.

Para o professor Nelson Ebecken, da Coppe, esta é uma justa homenagem à pessoa que valorizou a simulação computacional na engenharia civil. “Lobo foi pioneiro no estabelecimento de disciplinas de mecânica computacional para cálculo de estruturas e método de elementos finitos para análises estruturais, o que fez com que a Coppe estivesse preparada quando a Petrobras a procurou para o desenvolvimento de softwares que a permitissem projetar suas próprias plataformas”, explica.

A Coppe desenvolveu sistemas para os cálculos das 65 primeiras plataformas que foram projetadas pela Petrobras, a partir de um convênio firmado com a empresa, em 1977. “Esse convênio iniciou uma colaboração importante com a Petrobras, que foi consolidada a medida que os desafios se tornaram mais complexos, com a exploração offshore e a descoberta de poços em águas cada vez mais profundas, cujas simulações exigem operações muito mais complexas com uma quantidade muito maior de dados”, contextualiza Ebecken.

Sobre a Versatus

A Versatus HPC é uma startup brasileira, que atua, exclusivamente, com computação de alto desempenho (HPC, na sigla em inglês). A empresa tem no seu portfólio de clientes inúmeras universidades e centros de pesquisa públicos e utiliza seu know how em simulação computacional para permitir que os pesquisadores acadêmicos se concentrem no que fazem de melhor: fazer avançar as fronteiras do conhecimento, solucionando problemas prementes para a sociedade e antecipando os desafios vindouros.

Seus serviços compreendem todas as etapas necessárias para a aquisição, implementação e manutenção de um sistema computacional eficiente e confiável. Desde o projeto e construção de salas (data centers), fornecimento de hardware, integração, configuração e certificação, até otimização e benchmarking de aplicações e softwares científicos. A Versatus ajuda a instituição parceira a transformar sistemas puramente funcionais em soluções de alto desempenho, potencializando o retorno do investimento feito na aquisição do equipamento.

Sobre a SGI

SGI é líder global em soluções de alta performance para computação, análise de dados e gerenciamento de dados que possibilita aos clientes acelerar o tempo para descobertas, inovação e lucratividade. Visite sgi.com para mais informações.