Os Estados Unidos acabaram de recuperar o direito de contar vantagem na corrida da construção do supercomputador mais rápido do mundo.
Durante cinco anos esse título foi da China, realização simbólica para um país que tenta provar que é uma potência da tecnologia, mas os Estados Unidos retomaram a liderança graças a uma máquina chamada Summit, construída para o Laboratório Nacional Oak Ridge, no Tennessee.
Sua velocidade é assombrosa: ele pode fazer cálculos matemáticos a uma taxa de 200 quatrilhões por segundo, ou 200 petaflops. Colocando isso em termos humanos, uma pessoa fazendo um cálculo por segundo teria que viver mais de 6,3 bilhões de anos para conseguir o que a máquina pode fazer em um segundo.
Ainda espantado? Aqui está outra analogia: imagine um estádio com capacidade para cem mil pessoas lotado, cada uma com um laptop moderno. Seriam precisos 20 estádios como esse para se equiparar ao poder de fogo do Summit.
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A China ainda tem a maioria dos supercomputadores do mundo e, assim como o Japão e a Europa, está desenvolvendo máquinas que são ainda mais rápidas, o que pode significar que a liderança dos EUA talvez tenha curta duração.
Supercomputadores como o Summit, que para ser construído consumiu US$ 200 milhões de verba pública, podem acelerar o desenvolvimento de tecnologias de ponta, como a inteligência artificial e a capacidade de lidar com grandes quantidades de dados.
Essas habilidades podem ser usadas para ajudar a enfrentar grandes desafios da ciência, da indústria e da segurança nacional, e estão no centro de uma rivalidade cada vez maior entre os Estados Unidos e a China no setor tecnológico.
Durante anos as empresas de tecnologia americanas acusaram os chineses de roubar sua propriedade intelectual; além disso, alguns legisladores de Washington dizem que companhias como a ZTE e a Huawei são um risco para a segurança nacional.
Hoje, os supercomputadores executam tarefas que incluem simulação de testes nucleares, previsão de tendências climáticas, descoberta de reservas de petróleo e o deciframento de códigos de criptografia. Os cientistas dizem que outras vantagens e descobertas em campos como medicina, novos materiais e tecnologia de energia vão depender da abordagem oferecida pelo Summit.
“São máquinas de grandes quantidades de dados e de inteligência artificial. É aí que está o futuro”, disse John E. Kelly, que supervisiona a pesquisa da IBM, empresa que ajudou a construir o Summit.
A capacidade de uma nação
Uma pequena equipe de cientistas da computação, liderada por Jack Dongarra, cientista da computação da Universidade do Tennessee, compila um ranking mundial de supercomputadores há mais de duas décadas, tendo montado uma lista com os 500 maiores.
Com 200 petaflops, a nova máquina atingiu mais do dobro da velocidade do supercomputador líder em novembro, quando a última lista foi publicada, ou seja, máquina que está no Centro Nacional de Supercomputação da China, em Wuxi.
O Summit é composto por fileiras de unidades do tamanho de uma geladeira, alimentado por 9.216 unidades de processamento central da IBM e 27.648 processadores gráficos da Nvidia, outra empresa de tecnologia dos EUA, unidos por quase 300 quilômetros de cabos de fibra óptica.
O supercomputador consome eletricidade suficiente para manter 8.100 lares americanos.
O avanço global dos supercomputadores acontece no momento em que gigantes da internet como Amazon, Facebook e Google, nos Estados Unidos, e Alibaba, Baidu e Tencent, na China, assumem a liderança no desenvolvimento de tecnologias como computação em nuvem e reconhecimento facial.
Essas máquinas são uma medida da capacidade tecnológica de uma nação — limitada, é claro, porque a velocidade bruta é apenas um ingrediente no desempenho computacional. O software, que dá vida a elas, é outro.
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Cientistas de laboratórios do governo como o Oak Ridge estão fazendo pesquisas exploratórias em áreas como novos materiais para tornar as estradas mais robustas; projetos de armazenamento de energia, que podem ser aplicados a carros elétricos ou redes elétricas; desenvolvimento de fontes de energia em potencial, como o controle da fusão. Todas podem se beneficiar da supercomputação.
A modelagem do clima, por exemplo, pode exigir a execução de códigos em um supercomputador durante dias — o processamento de enormes quantidades de dados científicos, como umidade e padrões de vento, e a definição de toda a física do mundo real do ambiente. “Não é o tipo de tarefa que pode ser executada de forma eficiente nos serviços de computação em nuvem fornecidos por empresas de internet”, disse Ian Buck, cientista de computação e gerente geral do centro de dados da Nvidia.
“A indústria é ótima, e trabalhamos com ela o tempo todo, mas o Google nunca vai projetar novos materiais ou um reator nuclear seguro”, disse Rick Stevens, diretor associado do Argonne National Laboratory, em Illinois.
Mais velocidade no horizonte
No Oak Ridge, Thomas Zacharia, o diretor de laboratório, cita um grande projeto de pesquisa de saúde como exemplo do futuro da supercomputação. O Summit começou a receber e a processar dados gerados pelo Programa Milhões de Veteranos, cujos voluntários dão aos pesquisadores acesso a todos seus registros de saúde, como exames de sangue para análise genética, e respondem a questionários sobre seu estilo de vida e hábitos. Até hoje, 675 mil veteranos aderiram, mas o objetivo é chegar a um milhão até 2021.
“As conclusões poderiam nos ajudar a encontrar novas maneiras de tratar nossos veteranos e contribuir para a área de medicina de precisão”, explica.
Mesmo que seja impressionante, o Summit pode ser visto como uma variável. Supercomputadores cinco vezes mais rápidos — com mil petaflops, ou um exaflop — estão sendo desenvolvidos, tanto no exterior quanto nos Estados Unidos. “O orçamento do departamento de energia para seu programa de computação avançada foi ampliado em 39% nos dois últimos anos fiscais, terminando em setembro de 2019”, esclarece Paul M. Dabbar, subsecretário de ciência do Departamento de Energia.
“Estamos fazendo isso para ajudar a impulsionar a inovação na supercomputação e em outras áreas”, disse Dabbar.
