Supercomputadores: Descubra como 1.600.000 núcleos pensam como 1
Certamente você já ouviu o ditado “Duas cabeças pensam melhor do que uma”, certo?
Na informática não é diferente.
Agora imagine 1 milhão e 600 mil cabeças pensando ao mesmo tempo. O IBM Sequoia
possui 1 milhão e 600 mil núcleos funcionando como 1 só.
Ele possui uma placa mãe que cabe tudo isso ??? Não. Ele usa o recurso de clusterização. Quer saber o que é isso ? Continue lendo.
Para construir um supercomputador que possui milhares de pentes de memória, milhares de HDs e milhares de processadores, os profissionais usam a clusterização que consiste em “fundir” todo esse hardware para que ele trabalhe em conjunto.
Não seria ótimo se comprássemos dois computadores cada um com um HD 1TB, Intel Core i7, 8 GB de memória e 2 placas de vídeo em CrossFire e colocássemos eles para trabalharem clusterizados ? Suas conversões de vídeo, suas partidas de Crysis em HighDefinition…
à amigo… alegria de pobre dura pouco. A montagem e configuração de um sistema clusterizado não é tão simples assim.
Os custos pra se fazer um cluster (não confundir com conjunto de setores em um HD), mesmo que doméstico, é muito alto. Para se ter uma idéia, somente a licença do Windows HPC Server 2008 ( que suporta clusters ) custa $475 dólares por processador. No IBM Sequóia temos em cada processador 4 núcleos , dividindo o número de núcleos por 4, teremos o total de processadores que são 400.000. Multiplicando o número de processadores por $475, teremos um total, só com a licença, 100 milhões e 900 mil dólares ou 400 milhões e 370 mil reais em licenças .
Além do $$, é necessário conhecimento técnico bastante avançado pra se montar um sistema do tipo. O que não é qualquer um que sabe fazer.
Falando em sistemas… Pra fazer com que seja possível tal coisa, é necessário um sistema operacional que o suporte. Por exemplo, temos o Windows HPC Server 2008 da Microsoft e o Grid Engine da Sun Microsystems Empresas que usam essa prática (Yahoo!, Google, Microsoft, NASA…) geralmente usam o Linux, mas a nossa querida e amada Microsoft também tem seu próprio S.O. dedicado a clusters, o Windows HPC Server 2008, já a Sun possui o Grid Engine.
Mas afinal, pra que tanto poder de processamento?Já pensou em prever o clima no seu Sempron ? Tanto poder é utilizado para pesquisas cientificas (genética, dinâmica de fluidos, astrofísica, etc.) e militares (simulação de armas nucleares, etc.). Um dos dois maiores supercomputadores do mundo pertence ao governo americano destinado a testes de armamento nuclear.
Cada nó ( cada computador ) que faz parte do supercomputador, é montado em um blade ( um fino computador ), que por sua vez é colocado em um rack, como você pode ver a baixo.Cada pequena luz dessa é um computador e o lugar onde elas estão, do tamanho de uma geladeira, é o rack.
Aqui no Brasil temos um na Petrobras que calcula possíveis terrenos onde é provável ter petróleo e possui 1024 núcleos rodando sobre uma distribuição Linux. Na foto ao lado podemos ver o Columbia, supercomputador da NASA, que usa Linux e tem apenas 10.240 processadores Intel Itanium 2 com 28.672GB de memória RAM. Universidades (inclusive USP e UFRJ) que possuem supercomputadores desse porte geralmente disponibilizam aos pesquisadores para fazer cálculos super precisos que seriam bastante demorados em uma máquina convencional.
Um cluster também não serve apenas pra melhorar o desempenho. Imagine que no nosso cluster de duas máquinas, uma das máquinas em uso deixasse de funcionar! Dependendo do modo que o sistema foi configurado eu posso fazer com que a outra assuma as operações da máquina defeituosa no momento da interrupção. Essa pratica, denominada de High Availability, é muito usada por servidores web, onde é necessário operar sem interrupção.
Pena que não há uma aplicação caseira pra esse tipo de tecnologia… Não é a toa que não vemos um cluster em cada esquina!
No brasil existem 4 entre os 500 maiores do mundo, são eles:
Da prestadora de serviços na área petrolífera PGS Posição no Top500: 273º Processadores: 2312 Poder de processamento: mais de 11 Teraflops
Petrobrás (duas máquinas)
Posição no Top500: 275ª Processadores: 1300
Poder de processamento: mais de 8 Teraflops
Posição no Top500: 418ª Processadores: 1084 Poder de processamento: mais de 6 Teraflops
Universidade de São Paulo
Posição no Top500: 363ª
Processadores: 448 Poder de processamento: mais de 3 Teraflops
Esperamos que tenha ficado claro o modo como essas grandes e potentes máquinas funcionam. E você, ficou com alguma dúvida ou tem algo a acrescentar ? Comente 😉
Fontes:
Nasa
O Globo
Uol
Wikipedia
I/0 Tecnologia
