Mostrar código-fonte de Computação de alto desempenho (HPC)

<span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b> Ramos, M. J., (2021) ''O que é a computação de alto desempenho?'', [https://rce.casadasciencias.org Rev. Ciência Elem.], V9(4):070
<br>
<span style="font-size:8pt"><b>Autor</b>: <i>Maria João Ramos</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><span style="font-size:8pt"><b>Editor</b>: <i>[[Usu&aacute;rio:Jntavar|João Nuno Tavares]]</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><b>DOI</b>: <i>[[https://doi.org/10.24927/rce2021.070 https://doi.org/10.24927/rce2021.070]]</i></span><br>
<html><a href="https://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/docs/artigos/2021-070.pdf" target="_blank">
                <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/layout/pdf.png" alt="PDF Download"></a></html>
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== Resumo ==

Começa a ser habitual, nos dias que correm, ouvir falar de computação de alto desempenho, ou HPC (do inglês High Performance Computing). Se eu pedisse aos leitores que me dessem uma definição de HPC quantos seriam capazes de o fazer? Eu arriscaria a dizer que poucos... é, no entanto, algo que os mais novos começam a saber discutir...

#O que é, pois, a High Performance Computing?
#Existem High Performance Computing e High Performance Computers em Portugal?
#Para que são utilizados os HPCs e/ou quem os utiliza?
Estas são as perguntas simples, de cultura geral apenas, a que tentaremos responder neste pequeno artigo.




<html>
 <p class='mainText'><strong>O que é, pois, a <em>High Performance Computing</em>?</strong></p>

  <p class='mainText'>De um modo geral, é a capacidade de processar dados e realizar cálculos complexos a velocidades
elevadas. O termo HPC relaciona-se com a prática de agrupar poder de computação
suficiente para oferecer um desempenho muito mais elevado do que é possível ter com um
computador típico, seja ele um portátil ou uma estação de trabalho. Assim, cada um destes
supercomputadores é, na realidade, um cluster de computadores composto por dezenas de
milhar de processadores e, obviamente, o seu custo, tal como o seu desempenho, é elevadíssimo.</p>

  <p class='mainText'>É de notar que o acrónimo HPC é utilizado não só para <em>High Performance Computing</em> como
para <em>high performance computer</em>, embora se entenda bem pelo sentido da frase a qual deles
um texto se refere.</p>

  <p class='mainText'>Atualmente, a rede europeia PRACE (<em>Partnership for Advanced Computing in Europe</em>) providencia
acesso a recursos, serviços de computação e análise de dados de vanguarda, de
aplicações científicas e de engenharia em grande escala. As instalações HPC europeias são
classificadas em 3 <em>tiers</em> (níveis): <em>tier 0</em> – centros europeus com máquinas petaflop (10<sup>15</sup> operações
por segundo), <em>tear 1</em> – centros nacionais, <em>tier 2</em> – centros regionais. Assim, o PRACE
assume dar acesso a 7 sistemas <em>tier 0</em>: Marconi (CINECA, Bologna, Itália), JUWELS (GCS@
Forschungszentrum Jülich, Alemanha), HAWK (GCS@High-Performance Computing Center
Stuttgart, Alemanha), SuperMUC-NG (GCS@Leibniz-Rechenzentrum, Alemanha), Piz Daint
(ETH Zürich/CSCS, Suíca), Joliot-Curie (Très Grand Centre de Calcul (TGCC)@CEA, perto de
Paris, França), e MareNostrum 4 (Barcelona Supercomputing Center, Espanha).</p>

  <p class='mainText'>Este último, MareNostrum 4, o supercomputador principal do <em>Barcelona Supercomputing
Center – Centro Nacional de Supercomputación</em> (BSC-CNS), é um dos exemplos mais carismáticos
de um supercomputador. O MareNostrum 4 (FIGURAS 1 e 2) está alojado dentro da
Torre Girona, em Barcelona, uma capela que data da década de 1940 e que foi desconsagrada
e convertida para uso secular na década de 1970. É possível fazer um percurso virtual pelo
MareNostrum/Torre Girona, bastando, para isso, aceder a <a href="https://www.bsc.es/discover-bsc/
visit-our-supercomputer">https://www.bsc.es/discover-bsc/
visit-our-supercomputer</a>.</p>

<br>
<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2021-070-01.jpg">
</figure>
<figcaption>FIGURA 1. MareNostrum 4, o HPC do BSC-CNS, alojado na Torre Girona, Barcelona (Vista de fora).
</figcaption>
<br>

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<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2021-070-02.jpg">
</figure>
<figcaption>FIGURA 2. MareNostrum 4, o HPC do BSC-CNS, alojado na Torre Girona, Barcelona (Vista de dentro).
</figcaption>
<br>

  <p class='mainText'><strong>Existe <em>High Performance Computing</em> e <em>High Performance Computers em Portugal</em>?</strong></p>

  <p class='mainText'>Neste momento, Portugal usufrui da Rede Nacional de Computação Avançada (RNCA) que
oferece serviços de computação avançada para comunidades de investigação, inovação e
administração pública, desde 2018.</p>

  <p class='mainText'>A RNCA foi estabelecida pela Iniciativa Nacional Competências Digitais e.2030, Portugal
INCoDe.2030, incorporando atualmente 4 centros operacionais:</p>

<p class='mainText'>
  <ul>
    <li><em>Bob</em> operado pelo MACC – Centro de Informática Avançada do Minho.</li>
    <li><em>Navigator/Navigator+</em> operado pelo LCA-UC – Laboratório de Computação Avançada
da Universidade de Coimbra.</li>
    <li><em>Oblivion and Vision</em> operado pela HPC-UE – <em>High Performance Computing</em> da Universidade
de Évora.</li>
    <li><em>Cirrus-A and Stratus</em> operados pelo INCD – Infraestrutura Nacional de Computação
Distribuída.</li>
  </ul>
</p>

<br>

  <p class='mainText'>A Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), via RNCA, tem um papel fundamental
no atual panorama português, pois agrega presentemente os recursos nacionais de computação
avançada e promove a cooperação entre os vários centros envolvidos, lançando
concursos para projetos de computação avançada. Assim, a FCT lançou recentemente o
Concurso de Projetos de Computação Avançada 2021, que visa distribuir (apenas) capacidade
computacional.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Para que são utilizados os HPCs e/ou quem os utiliza?</strong></p>

  <p class='mainText'>Todos sabemos que a Ciência e a Engenharia alimentam inovações revolucionárias que
melhoram a qualidade de vida de milhões de pessoas em todo o mundo. A HPC é presentemente
a base para avanços científicos, industriais e sociais e os HPC são, hoje em dia,
utilizados para resolver grandes problemas de Ciência, Engenharia e Inovação/Tecnologia,
entre outros, através de cálculos complexos e/ou do uso de uma quantidade incomensurável
de dados (<em>big data</em>). Mais objetivamente, problemas relacionados com:</p>

<p class='mainText'>
  <ul>
    <li>Saúde, como seja o desenvolvimento de fármacos e/ou curas para a diabetes, o cancro
e, atualmente, a COVID-19, o diagnóstico exato de doenças, ou a sequenciação genómica.</li>
    <li>Engenharia, como seja o teste de novos projetos em mundos virtuais simulados com
gravidade, calor e vento entre outros exemplos concretos são a funcionalidade de peças
de avião ou a otimização de bicicletas de corrida.</li>
    <li>Investigação espacial, como seja a procura de respostas a determinados problemas
– de onde veio o universo, o espaço sideral ser ou não habitado por alienígenas,
meteoritos prestes a colidir com a Terra – <em>i.e.</em> modelos baseados em HPC que aproveitem
ao máximo as informações provindas de sondas e satélites.</li>
    <li>Planeamento urbano, como seja a utilização de dados coletados, pelas principais metrópoles
mundiais, de sensores sobre o clima, padrões de trânsito, níveis de ruído, etc..
Isto permite que as autoridades tomem decisões imediatas baseadas em dados verdadeiros
como, ainda, decisões a longo prazo sobre, por exemplo, mudança climática.</li>
    <li>Comércio e Finanças, como seja o facto dos sistemas HPC serem capazes de funcionar
um milhão de vezes mais rápido do que um portátil, oferecendo às empresas vantagens
comerciais no que diz respeito ao desenvolvimento diário de produtos.</li>
    <li>Novas Tecnologias, como sejam a internet das coisas, a inteligência artificial (e um dos
seus importantes subprodutos, <em>i.e. machine learning</em>) e imagens 3-D.</li>
  </ul>
</p>

<br>

  <p class='mainText'>De um modo geral, transmitir um evento ao vivo, rastrear um tornado em desenvolvimento
ou testar novos produtos, são exemplos de como é crucial a capacidade de processamento
de dados em tempo real. Em conclusão, a computação de alta performance veio
para ficar, acelerando a inovação através de redes rápidas e infraestruturas virtualmente
ilimitadas.</p>
</html>


---- <br>Criada em 19 de Outubro de 2021<br> Revista em 20 de Outubro de 2021<br> Aceite pelo editor em 15 de Dezembro de 2021<br>
[[Category:Química]]