Processamento de alto desempenho na Sociedade da Informação

O Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho de São Paulo (CENAPAD-SP) é uma das unidades do Sistema Nacional de Processamento de Alto Desempenho, um sistema implantado para oferecer suporte ao sistema de pesquisa e desenvolvimento do País. Nele, são executadas as grandes tarefas que necessitam de ampla capacidade de processamento de dados, como prospeção e análise de petróleo, previsão de clima, pesquisa básica em química e fármacos e física atômica e molecular teórica. Nestas áreas, a análise de dados através de programas de computador é tão grande que são necessárias supermáquinas, disponíveis somente em centros especializados, como o CENAPAD.

Edmundo Carlos Guizolphe Castro é diretor do CENAPAD-SP e conversou com a revista Com Ciência sobre as atividades do centro que dirige.

Um exemplo do que é feito no CENAPAD

O físico Roberto Belisário Diniz, da equipe da revista Com Ciência, desenvolveu seus trabalhos de pós-graduação nas máquinas do CENAPAD. O programa, escrito por ele próprio, era feito para calcular o resultado de colisões entre partículas como elétrons e moléculas inteiras. Segundo Belisário, a dificuldade aumenta com a quantidade de partículas. O programa rodava em quatro máquinas paralelas e ainda assim levava uma semana para gerar os resultados, sem esquecer que, deveriam ser feitos vários testes para cada cálculo, e ainda poderiam haver erros na introdução dos dados e no próprio programa, o que causaria mais atrasos. Os dados analisados pelo software eram tão extensos que necessitavam de um programa auxiliar para fazer a introdução deles no programa principal. Belisário explica: "O problema de fazer a simulação de colisões em computador é terrivelmente complicado. Veja: existe uma coisa chamada 'problema de dois corpos': seria o caso se o elétron estivesse se chocando com outro elétron. Esse problema dá para resolver na mão. Já um problema de três corpos - ex.: um elétron se chocando com um átomo de hidrogênio (formado por um elétron e um próton) é tão difícil que só pode ser feito com computador. Um de quatro, pior ainda. Em geral, o tempo computacional costuma crescer com N ao cubo, onde N é um parâmetro em geral maior que o número de elétrons. Na minha tese, fiz colidir elétrons com o radical CF3 (que tem 33 elétrons, 4 núcleos atômicos, e mais o elétron incidente, o que dá 38 corpos). Claro que fazemos aproximações para simplificar o problema; se fizéssemos um cálculo "seco", com os parâmetros que usei, teríamos que resolver pelo menos 10 elevado a 107 integrais (ou seja, o algarismo 1 seguido de 107 zeros)".

Com Ciência - Quando começou e qual a função do CENAPAD?
Edmundo Carlos Guizolphe Castro - O CENAPAD foi inaugurado em 1994 na Unicamp, durante a gestão do reitor Carlos Vogt, e desde então tem funcionado como um apoio em termos de ambiente computacional e processamento, tanto para pesquisadores acadêmicos quanto para a comunidade empresarial, no Brasil.

Com Ciência - Qual é o equipamento atual do centro e que capacidade computacional está disponível para os usuários externos?
Castro - O CENAPAD fez uma atualização de seu hardware, contando no momento com a aprovação de um projeto FINEP no valor de R$ 2,4 milhões. Isto nos permitiu atualizar o parque computacional com máquinas IBM RS6000 SP. A capacidade total computacional é de cerca de 74,5 GFLOP's e 330 GB de espaço de armazenamento. Estes recursos têm sido utilizados amplamente pela comunidade acadêmica e não-acadêmica, em uma taxa de aproximadamente 50% pertencente à Unicamp e 50% de usuários externos.

Com Ciência - As máquinas têm sido usadas em sua capacidade total? Há recursos ociosos?
Castro - A utilização de CPU tem se mantido na casa dos 70%, que nós consideramos uma boa marca. O limite superior para este uso seria de 80%, uma vez que é necessário haver sempre uma margem de segurança. A utilização de máquinas nunca chega a 100%, e não há capacidade ociosa. Nós entendemos que o CENAPAD tem crescido em boa medida, sem deixar recursos ociosos e sem surgir demanda reprimida.

Com Ciência - Qual é o perfil do público usuário? Que áreas de pesquisa mais se beneficiam dos recursos do CENAPAD?
Castro - Os usuários do CENAPAD totalizam 89 projetos atualmente. No ano 2000 tivemos 59% dos usuários da área química, 36% fisica, 2% de engenharia e 1% da computacao. Outro grupo de usuários importante é o das Geociências. Quem estiver interessado em saber que projetos estão sendo executados pelo centro atualmente, pode olhar no site do CENAPAD, onde tem todas as informações e o contato dos responsáveis.