Supercomputador feito com PlayStations

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Gaurav Khanna notou que o departamento de física da Universidade de Massachusetts Dartmouth estava mais cheio do que o habitual. "Por que tantos alunos de repente se interessaram pela ciência?", ele se perguntou.

O que aconteceu foi que a notícia do sucesso de Khanna em construir um supercomputador usando apenas consoles de PlayStation 3 se espalhou rapidamente no ano passado; os alunos só queriam ver quase 200 consoles agrupados.

Físico de buracos negros e diretor adjunto do Centro para a Computação Científica e Pesquisa de Visualização da universidade, Khanna reuniu 16 consoles de PlayStation 3 em rede em 2007 para ajudar a modelar colisões de buracos negros.

Sua pesquisa está focada em ondas gravitacionais, vibrações no espaço-tempo. Essas ondas, previstas pela primeira vez pela teoria da relatividade geral de Einstein, se formam após um evento astrofísico de grandes proporções, como a colisão entre dois buracos negros. Uma vez que os buracos negros não são observáveis via telescópio, Khanna utiliza supercomputadores para criar simulações dessas colisões.

Cientistas e engenheiros dependem de supercomputadores para resolver cálculos grandes demais para um único processador. De acordo com Khanna, um supercomputador conta com um desempenho no mínimo 10 vezes superior ao de um computador comum.

Fazer um supercomputador requer um grande número de processadores — de desktops, laptops ou afins — e uma maneira de conectá-los. Khanna escolheu o PlayStation 3 para sua viabilidade e custo, atualmente entre US$250 e $300. Ao contrário de outros consoles de videogame, o PlayStation 3 permite que os usuários escolham o sistema operacional que preferem instalar.

"O mercado de videogame hoje é imenso, é possível comprar hardware de baixo custo e alto desempenho com muita facilidade", disse Khanna.

Como a Fundação Nacional de Ciências, que financia boa parte da pesquisa da Khanna provavelmente veria com maus olhos a compra de um grande número de videogames, ele entrou em contato com a Sony Computer Entertainment America, a empresa fabricante do PlayStation 3, que doou quatro consoles; a universidade pagou por oito deles e Khanna comprou mais quatro. Ele então instalou o sistema operacional Linux em cada um e conectou-os à internet.

Em 2009, Khanna publicou um artigo no periódico Parallel and Distributed Computing and Systems, demonstrando que o microprocessador Cell utilizado pelo PlayStation 3 era capaz de acelerar os cálculos científicos em mais de 10 vezes, se comparado a um processador comum. Os primeiros resultados das simulações do supercomputador foram publicados no mesmo ano no periódico Classical and Quantum Gravity.

As observações de Khanna chamaram a atenção do Laboratório de Pesquisas da Força Aérea em Rome, Nova York. Em 2010, o laboratório construído seu próprio supercomputador de PlayStation 3 utilizando 1.716 consoles para realizar o processamento de imagens de radar para vigilância urbana.

"Nosso supercomputador de PS3 é capaz de processar os cálculos complexos necessários para criar uma imagem detalhada de uma cidade inteira a partir de dados de radar", disse Mark Barnell, diretor de Computação de Alto Desempenho do laboratório .

Mais tarde, o laboratório doou 176 consoles de PlayStation 3 para a equipe de Khanna, que conectou os consoles e os instalou em um contêiner refrigerado. O supercomputador resultante, segundo ele, tinha o poder computacional de quase 3 mil processadores de laptop ou desktop e custou apenas US$ 75.000 — cerca de um décimo do custo de um supercomputador feito de peças tradicionais.

Khanna convidou os colegas de outros departamentos para usarem o supercomputador: Uma equipe de engenharia, por exemplo, realiza simulações que ajudarão a projetar turbinas eólicas e conversores elétricos de ondas oceânicas mais eficientes.

A principal limitação do supercomputador de PlayStation 3 é a memória. Uma alternativa é mudar para um processador melhor, como placas de vídeo do PC. Elas são extremamente poderosas e de baixo custo — cada uma tem o desempenho equivalente a 20 consoles de PlayStation 3.