Informática

Chip de celular dará origem a uma nova família de supercomputadores

Chip de celular dará origem a uma nova família de supercomputadores
Comparação entre o microprocessador embarcado e o microprocessador mais utilizado hoje em supercomputadores.[Imagem: Wehner et al.]

O aumento do poder de processamento faz com que a capacidade de cálculo que define o que é um supercomputador mude a cada ano. Como também mudam as exigências que os cientistas fazem dessas supermáquinas.

Simulação de modelos climáticos

Na pesquisa do clima, por exemplo, os meteorologistas afirmam ser necessário o desenvolvimento de modelos climáticos com precisão de 1 quilômetro. Um modelo de nuvens com resolução de 1 Km irá dar detalhes que nenhum modelo de previsão do tempo atual possui.

Mas também irá exigir supercomputadores 1.000 vezes mais poderosos do que o maior supercomputador existente hoje.

Consumo de energia dos supercomputadores

Os supercomputadores são construídos a partir da interconexão de milhares de microprocessadores individuais, normalmente microprocessadores do mesmo tipo destes usados nos computadores pessoais.

O problema é que construir um computador capaz de elaborar um modelo climático com resolução de 1 km irá custar US$1 bilhão. E esse supercomputador consumirá nada menos do que 200 megawatts de eletricidade, o mesmo que uma cidade de 100.000 habitantes.

Agora, pesquisadores dos Laboratórios Berkeley, nos Estados Unidos, publicaram um estudo demonstrando que é possível construir esse supercomputador gastando apenas US$75 milhões. E, com um pico de processamento de 200 petaflops, ele gastará menos de 4 megawatts de energia para funcionar.

Microprocessadores embarcados

A solução está em substituir os microprocessadores tradicionais pelos chamados microprocessadores embarcados, os chips utilizados em telefones celulares, PDAs e inúmeros outros aparelhos portáteis. A vantagem é que esses microprocessadores já foram otimizados ao máximo para um baixo consumo de energia.

Embora esses microprocessadores embarcados tenham uma capacidade individual de processamento menor do que os microprocessadores utilizados nos computadores pessoais, o problema é facilmente resolvido com o uso de uma quantidade maior deles - mais especificamente, cerca de 20 milhões deles.

Computação em exaescala

O estudo está sendo desenvolvido em conjunto com o fabricante de chips embarcados Tensilica. Seu processador Xtensa é cerca de 400 vezes mais eficiente em termos de operações de ponto flutuante por watt de energia consumida do que os processadores atualmente utilizados na construção de supercomputadores.

"O que nós demonstramos é que na computação em exaescala [1018 operações de ponto flutuante por segundo], faz mais sentido focar em máquinas com design para aplicações específicas," explica o pesquisador Michael Wehner. "Será impraticável, em termos de custos e consumo de energia, construir máquinas de uso geral como os supercomputadores de hoje."

Bibliografia:

Towards Ultra-High Resolution models of Climate and Weather
Michael Wehner, Leonid Oliker, John Shalf
International Journal of High Performance Computing Applications
May 2008
Vol.: 22, No. 2, 149-165
DOI: 10.1177/1094342007085023




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