Cluster da Unicamp faz 4,5 trilhões de operações por segundo

São Paulo - Ocupando uma área menor que 1,5 metro quadrado de uma sala, seis máquinas formam o novo cluster computacional da Faculdade de Tecnologia da Universidade Estadual de Campinas (FT/Unicamp), no campus de Limeira, capaz de realizar 4,5 trilhões de operações aritméticas por segundo.

“Isso corresponde, grosso modo, a calcular 10 bilhões de vezes a tabuada de 1 a 10 no tempo de um estalo de dedos”, diz Vitor Rafael Coluci, professor da FT/Unicamp que coordenou o projeto “Aplicação de computação de alto desempenho em problemas interdisciplinares”, que se estendeu entre 2010 e 2012 e apoiou a formação do cluster.

Os equipamentos de computação de alto desempenho, como os da nova estação, são necessários para realizar pesquisas que envolvam temas como previsão do tempo, análise de propriedades materiais, sistemas hidráulicos, dispersão de poluentes, alerta de enchentes e tráfego de informações entre celulares. Eles permitem processar mais informações em menos tempo e detêm grande poder de armazenamento.

Esse projeto apoiado pela Fapesp estava associado a uma chamada pública promovida pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), órgão vinculado ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI). O edital oferecia apoio financeiro para criar ou aperfeiçoar a infraestrutura voltada a pesquisas científicas e tecnológicas de centros emergentes.

Entre os trabalhos da FT/Unicamp já beneficiados pelos equipamentos, Coluci destaca a dissertação de mestrado “Processamento de imagens astronômicas em ambiente de alto desempenho”, de Fabio Andrijauskas, com orientação do professor André Leon Gradvohl.

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A dissertação rendeu um registro de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI): o software Astronomus (registro 13168-3), que processa imagens do espaço em altíssima resolução, oferecendo grande quantidade de dados para estudo.

Outro projeto de mestrado da FT, cuja autora utilizou a nova infraestrutura, foi “Concentração de poluentes na represa do Pinhal: modelagem matemática e simulação computacional”, de Camila Mantovani, com orientação da professora Elaine Catapani Poletti.

“Nesse caso, o equipamento permitiu realizar cálculos matemáticos para estimar de forma mais rápida e precisa o tempo em que determinado poluente químico pode se espalhar em uma represa, de um ponto a outro. Isso permite propor estratégias mais eficientes para solucionar o problema ambiental de dispersão de poluentes”, explica Coluci.

Ainda na área de meio ambiente, o professor Luiz Camolesi Júnior orientou o aluno Paulo Rafael Ferreira Sampaio Bonafe no projeto de iniciação científica “Extensão do Sistema de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais (Sismaden-Cptec/Inpe) para análise de enchentes e secas extremas na região do Pantanal (Bacia do Rio Paraguai)”. O resultado foi a criação de um software capaz de simular situações de chuva e enchentes.

Além de ter coordenado o projeto de implantação do cluster, Coluci utiliza os recursos do equipamento em pesquisas próprias, voltadas ao estudo da interação de poluentes ambientais com nanomateriais – materiais feitos de componentes com tamanhos entre 1 e 100 bilionésimos de metro. Em 2012, sua aluna de mestrado Tsai Hsin Yu obteve bolsa da Fapesp para desenvolver a dissertação “Adsorção de poluentes ambientais em nanomateriais”, que contará com o equipamento da FT para análises mais rápidas e precisas.

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Também surgiram trabalhos que abordam temas como simulação de tráfego de informações entre celulares conduzidos pelo professor Varese Salvador Timóteo, com o objetivo de otimizar o uso das baterias; e sistemas hidráulicos, voltados à melhoria do desempenho computacional de cálculos que envolvem transientes hidráulicos, responsáveis por perturbações de pressão e vazão em tubulações de distribuição de água.

Mais usuários

Ao longo dos dois anos de vigência do projeto de criação da infraestrutura, dez pessoas participaram do trabalho, entre alunos e professores, com publicações de artigos e apresentações em congressos e seminários.

Hoje, o número de usuários do equipamento já triplicou – graças tanto à demanda interna da FT/Unicamp como externa, que acessa o cluster de forma remota. “Os assessores da Fapesp que analisaram o projeto exigiram que as máquinas adquiridas fossem disponibilizadas a outras instituições em tempo integral. Por isso, criamos uma página na internet que apresenta o nosso Laboratório de Simulação e de Computação de Alto Desempenho e permite o cadastro de interessados. Avaliamos os projetos enviados e criamos contas de acesso para novos participantes”, explica Coluci.

Quem é cadastrado acessa o cluster, submete os cálculos que deseja realizar e pode acompanhar a execução pelo site. Há usuários de instituições como a Universidade Presbiteriana Mackenzie, em São Paulo, o Instituto Agronômico e as faculdades de Engenharia Elétrica e de Química, na própria Unicamp.

De acordo com Coluci, a FT conta ainda com um profissional técnico para cuidar das máquinas, gerenciar o site, oferecer suporte aos usuários e preparar cursos semestrais para ensinar alunos e professores a usar o equipamento, de modo que cada vez mais pesquisas sejam beneficiadas pela infraestrutura recém-adquirida pela faculdade.