X

Saiba como a nuvem e as novas tecnologias habilitam a transformação nos negócios e na sociedade.

À medida que os supercomputadores se aproximam de um marco, os serviços em nuvem correm para alcançá-los

This is a syndicated post, view the original post here

Graças à computação de alto desempenho em nuvens públicas, as empresas conseguem acessar níveis de potência computacional que antes limitavam-se aos supercomputadores.

Por Aaron Ricadela*

No Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia no Tennessee, nos Estados Unidos, os cientistas da empresa BERG de biotecnologia de Massachusetts estão usando o supercomputador Summit do laboratório, o segundo mais rápido do mundo, para analisar compostos de medicamentos que poderiam prevenir infecções causadas pela COVID-19. Em um experimento separado, os pesquisadores de Oak Ridge analisaram as células do fluido pulmonar dos pacientes com a máquina para entender como o sistema de redução da pressão arterial do corpo pode acelerar a progressão da doença.

Em 2020, o Laboratório Nacional Argonne, próximo de Chicago, nos EUA, que também faz parte da rede de supercomputação do Departamento de Energia, treinou um modelo de inteligência artificial (IA) para prever rapidamente como as moléculas se ligarão às proteínas do coronavírus, auxiliando na busca de medicamentos que possam inibir o processo. O sistema pode armazenar uma rede neural inteira em um chip da Cerebras Systems que tem o tamanho de um prato, acelerando a análise ao possibilitar caminhos extremamente curtos entre os circuitos no chip. As previsões baseadas em IA fornecem pontos de partida para as futuras pesquisas dos químicos.

-Leia mais: Comece a desenvolver aplicativos low-code na Oracle Cloud com o Oracle APEX Service

"Hoje, a ciência é conduzida pela simulação, e a simulação é executada em computadores de alto desempenho. Isso permite que os cientistas executem atividades que não conseguiriam fazer de outra forma. Hoje, a AI causa o mesmo tipo de impacto", disse Jack Dongarra, um pesquisador renomado de Oak Ridge e um dos curadores da lista semestral de supercomputadores TOP500, que foi atualizada em 16 de novembro para relatar as máquinas mais rápidas do mundo.

Graças à computação de alto desempenho (HPC) em nuvens públicas, um número maior de empresas e pesquisadores está acessando níveis de potência computacional que antes limitavam-se aos supercomputadores. Embora os sistemas TOP500 ofereçam um alto nível de capacidade, agora as empresas podem executar cargas de trabalho e simulações de AI que consomem cada vez mais potência na HPC na nuvem.

Fabricantes de automóveis, empresas agrícolas, de energia entre outras estão aderindo a serviços de nuvem pública de empresas de tecnologia, inclusive da Oracle, para simular acidentes de carro, prever condições climáticas globais e treinar as redes neurais das quais os sistemas de machine learning (ML/aprendizado de máquina) dependem para fazer suas previsões. A redução dos ciclos de projeto e a identificação de eventos climáticos extremos são fundamentais no atual momento marcado pela pressão que os fabricantes de automóveis sofrem para migrar para veículos elétricos e pelo aumento da força de furacões e incêndios florestais. O trabalho requer ampla movimentação de dados entre os processadores e isso representa um avanço em relação aos primórdios dos aplicativos em nuvem de alto desempenho, cuja execução ocorria em paralelo.

"Definitivamente, o que vejo é a movimentação de cargas de trabalho fortemente vinculadas à nuvem. Esse tem sido o assunto da maioria de nossas conversas", disse Karan Batta, vice-presidente de estratégia e gerenciamento de produtos na Oracle, durante um painel de discussão na conferência virtual de supercomputação SC20 desta semana.

A quebra das barreiras de desempenho
De acordo com dados divulgados nesta semana pela Hyperion Research, a previsão é que o mercado global de serviços, software e hardware de computação de alto desempenho registre um aumento de 6,2% por ano, contado do ano passado até 2024, recuperando-se de uma recessão impulsionada pelo coronavírus em 2020. O maior crescimento é proveniente da computação de alto desempenho baseada em nuvem, que aumentou quase 59% no ano passado, alcançando US$ 3,9 bilhões.

A Hyperion prevê que as vendas de serviços de nuvem de HPC atingirão US$ 8,8 bilhões até 2024, momento em que as nuvens públicas representariam quase um quarto do mercado de US$ 37,7 bilhões da computação de alto desempenho. "Vejo um grande crescimento", afirmou Dongarra, do Laboratório Nacional de Oak Ridge.

Enquanto isso, os supercomputadores mais rápidos do mundo nos centros de pesquisa nacionais nos EUA, na Europa e na China estão avançando rumo a um marco de desempenho: um exaflop, ou um quintilhão de operações decimais de ponto flutuante por segundo. O laboratório de Oak Ridge do Tennessee está prestes a ser o primeiro nos EUA a quebrar a barreira no próximo ano com um sistema chamado Frontier, com um desempenho esperado de 1,5 exaflop. A China também está na disputa para alcançar a exoescala primeiro, com três concorrentes.

O novo ranking das máquinas mais rápidas do mundo mostrou a Fugaku do Japão ocupando seu primeiro lugar com 442 petaflops de desempenho (cerca de três vezes mais rápida que o Summit de Oak Ridge, que ocupa o segundo lugar). Novos sistemas na Alemanha e Arábia Saudita também ocuparam a lista das 10 principais máquinas.

A Europa está trabalhando para criar uma máquina exascale até 2023. Em setembro, a Comissão Europeia propôs 8 bilhões de euros (US$ 9,4 bilhões) de financiamento para a criação de supercomputadores até 2033, um aumento substancial do orçamento. No próximo ano, o supercomputador LUMI compartilhado da UE, com desempenho previsto de mais de 500 petaflops, está programado para entrar em operação no IT Center for Science da Finlândia. Ele aplicará técnicas de análise de dados e AI à modelagem climática, à medicina, a carros autônomos e a outros campos.

O poder das nuvens públicas

As nuvens públicas permitem que engenheiros e cientistas apliquem arquiteturas avançadas de chips e outras tecnologias a seus problemas sem um grande investimento de capital em hardware. Os serviços também permitem que os pesquisadores evitem ficar aguardando em uma fila por recursos limitados de HPC on-premises. "Esse é um dos grandes atrativos da computação em nuvem; é como um supermercado onde você encontra o que precisa para seu trabalho", disse Steve Conway, consultor sênior da Hyperion Research.

Os provedores de nuvem estão adicionando redes de alta velocidade para dar suporte às atuais cargas de trabalho com uso intenso de IA. O trabalho de computação fortemente ligado da IA exige transferência de dados frequente, em comparação com os trabalhos altamente paralelos nos serviços financeiros e na área de ciências da vida que foram os primeiros a mudarem para ambientes online.

De fato, a nuvem não eliminará tão cedo a necessidade de supercomputadores nas agências nacionais de pesquisas. Algumas organizações ainda querem que seus dados permaneçam no local para fins de segurança ou outros motivos.

Os pesquisadores que executam cálculos intensos em um único projeto por curtos períodos provavelmente não optariam pela nuvem, disse Steve Wallach, um designer de supercomputadores experiente que, atualmente, é um dos consultores do Laboratório Nacional de Los Alamos e do Centro de supercomputação de Barcelona. "Alguns aplicativos de computação de alto desempenho podem consumir um supercomputador por um mês ou mais", disse ele. "Grande parte da HPC foi projetada para apoiar uma missão em uma organização. Ela não foi projetada para 1.000 usuários de time-sharing, ou tempo compartilhado."

No entanto, de acordo com Conway, consultor da Hyperion, o crescimento da HPC na nuvem expandiu o mercado, em vez de trabalhar com sistemas on-premises. "Esses dois ambientes são mais parecidos do que eram há três ou quatro anos”, disse ele.

*Aaron Ricadela é diretor sênior da Oracle

Be the first to comment

Comentários ( 0 )
Please enter your name.Please provide a valid email address.Please enter a comment.CAPTCHA challenge response provided was incorrect. Please try again.