Petrobras muda tecnologia e monta supercomputador
Por Cibelle Bouças
O Centro de Processamento de Dados (CPD) da Petrobras mudou o paradigma em matéria de computação, nas palavras de membros da equipe de tecnologia de informação da unidade. Há cerca de seis meses, a companhia colocou em operação o Grifo04, um supercomputador com capacidade de processamento de 1 petaflop – ou 1 quatrilhão de operações matemáticas por segundo.O equipamento deve constar no próximo ranking do 500 supercomputadores mais potentes do mundo, atualizado semestralmente pela organização americana Top 500.
Luiz Rodolpho Rocha Monnerat, analista de sistemas sênior da Petrobras, que encabeçou o projeto, afirma que a nova tecnologia permitirá à Petrobras aumentar em dez vezes a capacidade de processamento de imagens de áreas com potencial de produção de gás e óleo. Para obter um desempenho semelhante com um cluster que usa processadores comuns, a estatal teria de desembolsar R$ 180 milhões. “E teríamos que construir um novo CPD para receber um conjunto de equipamentos desse.”
O Grifo04 foi projetado pela equipe de tecnologia da informação (TI) da Petrobras, em parceria com o grupo de exploração e produção (E&P) e custou para a estatal R$ 15 milhões. “O que motivou a busca por outra tecnologia foi perceber que o espaço estava acabando e o consumo de energia já estava alto”, afirma Carlos Henrique de Albrecht, analista de sistemas sênior da Petrobras. Ele diz que o Grifo04 consome 90% menos energia que um supercomputador vendido no mercado atualmente.
O supercomputador da Petrobras consiste, na verdade, em um conjunto de computadores de grande porte que operam em conjunto (cluster). Ele é composto por 544 servidores, com 500 mil núcleos de processamento de memória, somando uma capacidade de memória de 16 Terabytes (16 milhões de megabytes). A estatal desenvolveu ainda softwares de algoritmo para que o Grifo04 seja capaz de processar mais de 6 trilhões de amostras sísmicas por segundo.
Para comprar os equipamentos, a Petrobras abriu uma concorrência em 2010, que a Itautec venceu. “O processo foi demorado porque a tecnologia é nova e não havia oferta no Brasil”, afirma Monnerat.
A tecnologia solicitada pela Petrobras e que mudou o paradigma da computação é a de processadores gráficos (GPUs), especializados em manipular imagens, vídeos e gráficos. Eles são capazes de realizar vários cálculos matemáticos de forma simultânea. Além disso, as informações são processadas sem passar pelo processador central (CPU). Com isso, os equipamentos são mais velozes que computadores que só usam a CPU.
Atualmente, os processadores gráficos estão presentes em três dos cinco supercomputadores mais potentes do mundo, de acordo com o ranking da organização Top 500. O líder da lista divulgada em junho é o Fujitsu K, localizado no Riken Advanced Institute for Computational Science, no Japão. O supercomputador tem capacidade de processamento de 8,16 petaflops (8,2 quatrilhões de cálculos por segundo).
Montar o supercomputador brasileiro foi difícil não só por conta da pouca oferta de componentes no país. A estatal também enfrentou problemas para instalar o conjunto de softwares, afirma Bernardo Fortunato Costa, analista de sistemas júnior da Petrobras. Esse foi um dos fatores que levaram a companhia a desenvolver os programas internamente. “Os softwares comerciais ainda não estão adaptados para operar em GPUs”, observa Costa. “Mas é provável que nos próximos editais todos os pedidos sejam de softwares adaptados para funcionar com GPUs.”
Esse não é o primeiro projeto de cluster desenvolvido pela Petrobras. Em 1997, a estatal começou a desenvolver conjuntos de equipamentos usando sistema operacional Linux, com processadores x86, substituindo o sistema Risc Unix, que naquele período era adotado como padrão no mercado empresarial. “Tivemos um ganho de dez vezes em desempenho, mas não houve redução do consumo de energia”, compara Monnerat.
O analista observa que o parque de computação de alto desempenho tem saltos tecnológicos a cada dez anos. A mudança atual é a substituição de CPUs pelas GPUs. “Nossa meta é acompanhar esses saltos tecnológicos”, diz. A Petrobras começou a testar GPUs em 2006. O primeiro cluster foi feito em 2008, com 180 placas gráficas.
No Brasil, é o mais veloz
O Grifo04, desenvolvido pela Petrobras, é o primeiro supercomputador no país a alcançar a capacidade de processamento de 1 petaflop (1 quatrilhão de operações por segundo). Com essa marca, ele torna-se o supercomputador com maior potência e velocidade em funcionamento no Brasil, deixando para trás o Tupã, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), que estreou em janeiro e é capaz de realizar 258 trilhões de cálculos por segundo.
É considerado oficialmente um supercomputador um grupo de máquinas que operam em conjunto e que tem capacidade de processamento acima de 25 teraflops (ou 25 trilhões de cálculos por segundo). O ranking elaborado pela organização americana TOP500 inclui atualmente em sua lista apenas dois supercomputadores brasileiros.
Um deles é o Tupã, do Inpe, e outro pertence ao Núcleo de Computação de Alto Desempenho (Nacad) da Coordenação dos Programas de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe-UFRJ), com capacidade 64,63 teraflops.
A Unicamp, a USP e a Universidade Estadual Paulista (Unesp) também têm supercomputadores, mas com potência máxima de 46 teraflops.
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