supercomputadores fafipar

8/19/2019 Supercomputadores fafipar

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ

FACULDADE ESTADUAL DE FILOSOFIA, CIÊNCIAS E LETRAS DE PARANAGUÁ

ROGER MICHEL RODRIGUES GERVASI DE OLIVEIRA

SUPERCOMPUTADORES: CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES

PARANAGUÁ - 2015


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ROGER MICHEL RODRIGUES GERVASI DE OLIVEIRA

SUPERCOMPUTADORES: CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES

Trabalho de pesquisa acadêmica elaborado comoavaliação parcial do 1º bimestre da disciplina deInformática Aplicada à Matemática ministrada peloProf. Edison Souza do curso de Licenciatura Plenaem Matemática da Universidade Estadual doParaná – campus Paranaguá .

PARANAGUÁ - 2015


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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 3

2 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................. 4

2.1 DEFINIÇÃO ........................................................................................................... 4

2.2 LISTA TOP 10 COMPUTADORES MAIS RÁPIDOS ............................................. 4

2.3 USO DOMÉSTICO DOS SUPERCOMPUTADORES .......................................... 4

3 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 13

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 15


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1 INTRODUÇÃO

Os avanços na tecnologia da informação vêm se aprimorando cada vez mais

com o passar dos anos, este desenvolvimento, seja nos primeiros aparelhos

mecânicos de cálculo como o ábaco, por exemplo, em conjunto com a descoberta

da manipulação da eletricidade e criação sistemas eletrônicos permitiu ao homem

desenvolver-se na tecnologia da computação. Este desenvolvimento tecnológico foi

um dos componentes essenciais para o surgimento da globalização, pelo fato da

comunicação em todo o globo acontecer de forma muito rápida, ou seja,

proporcionou um mundo altamente conectado, nas mais diferentes esferas, seja

economicamente, socialmente ou culturalmente falando.O arquivamento, processamento, envio e recebimento de informações, em

conjunto com estruturas lógicas sistematizadas, sejam as os softwares, e seus

componentes físicos, os hardwares, e a velocidade de processamento e transmissão

dessas informações, são as características principais que descrevem os sistemas

informatizados. Antigamente cálculos que precisavam de grandes matemáticos hoje

podem ser realizados instantaneamente através de um programa ou aplicativo e um

computador ou smartphone para executá-los.Existem atividades humanas e cientificas que requerem grande demanda de

processos o que exige uma força brutal de desempenho em relação ao

processamento. Estes computadores permitem a realização de cálculos e processos

em velocidades altas, o que resulta em resultados complexos em tempos muitos

inferiores a capacidade humana. A utilização dos supercomputadores tem sua

aplicação a grupos restritos como inteligência militar, pesquisas astronômicas e do

tempo, por exemplo, porém a tendência é a aplicação no bem estar da vida humana,ou seja, no dia a dia.


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2 DESENVOLVIMENTO

2.1 DEFINIÇÃO

Os supercomputadores nada mais são que um conjunto de vários

computadores conectados entre si (clusters) ou formado por um conjunto de

componentes montados com foco no maior desempenho. Os supercomputadores

possuem um alto grau para processamentos de dados em tempos absolutamente

muito mais rápidos que o processamento de uma mente humana. Conforme a

tecnologia vai se aperfeiçoando, isso através de pesquisas e desenvolvimentos, os

supercomputadores se tornam cada vez mais compactos e velozes. Sua gama derecursos permite chegar a resultados impressionantes de combinações lógicas. Os

supercomputadores são atualmente requisitados no campo de inteligência militar e

também na previsão do tempo, entre outras áreas de pesquisa que requerem alta

quantidade de processamento devido a complexidade dos dados a serem

analisados.

Os primeiros supercomputadores foram criados na década de 1960 por Seymour

Cray. Seymour Cray fundou sua própria empresa, a Cray Research, em 1970 e dominou omercado da supercomputação durante 25 anos (1965-1990).

Hoje os supercomputadores são fabricados por empresas como NEC, SUN, IBM, HP,

Apple e etc.

As principais características dos supercomputadores são:

Velocidade de processamento: trilhões de operações de ponto flutuante por

segundo (TFlops).

Tamanho: requerem instalações e sistemas de refrigeração especiais;

Dificuldade de uso: escolhido por especialistas;

Clientes usuais: grandes centros de pesquisa;

Penetração social: praticamente zero;

Impacto social: muito importante no espaço da investigação, a partir do momento

em que fornece cálculos em alta velocidade, permitindo, por exemplo, analisar a

ordem do genoma, o número pi, números complexos, o desenvolvimento de cálculos

para problemas físicos que requerem uma baixíssima margem de erro, etc. Parques instalados: menos de mil em qualquer lugar no mundo;

https://pt.wikipedia.org/wiki/Flophttps://pt.wikipedia.org/wiki/Flop


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Custo: atualmente (2010) até centenas de milhões de dólares cada (~ US$ 225MM o

Cray XT5);

Além das características citadas acima, outra importantíssima é a quantidade deprocessadores. Esse conjunto de processadores permite o processamento paralelo, ou seja,

permite várias operações ao mesmo tempo, esta tecnologia é similar ao core 2 duo da Intel,

que opera com dois núcleos de processamento.

O indicador de desempenho do computador é o FLOPS (Figura 01) que significa

floating point operations per second, traduzindo, operações de ponto flutuante por segundo.

FIGURA 01 –

TABELA DE DESEMPENHO FLOPS

Fonte: Tecnomundo

Os supercomputadores necessitam de um sistema operacional diferenciado para a

comunicação entres os processadores. No caso dos clusters, o software mais popular para

isso é o Beowulf (beowulf.org), gratuito e aberto, mas há outras opções pagas como o

MOSIX (mosix.org) e o Microsoft Windows Computer Cluster Server 2003. No caso dos

supercomputadores maiores, em que os processadores são conectados internamente, cada

instalação possui o seu software próprio de controle. Uma curiosidade é quase todos os

supercomputadores do mundo utilizam alguma versão do sistema operacional Linux. O

motivo pode ser pelo fato de que sistemas Linux são mais escaláveis, estáveis e possuemuma licença de uso que torna possível o uso sem grandes custos e uma estrutura que


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permite realizar todas as alterações necessárias no Kernel para que as máquinas rodem sem

problemas. O Kernel pode ser descrito como um grande organizador: é ele o responsável por

garantir que todos os programas terão acesso aos recursos de que necessitam (memória

RAM, por exemplo) simultaneamente.

2.2 LISTA TOP 10 COMPUTADORES MAIS RÁPIDOS

Existe uma organização que realiza a listagem dos 500 supercomputadores com

maior desempenho no mundo. Este ranking é anual e é divulgado no site

http://www.top500.org/. Abaixo segue uma relação publicada no site TECNOMUNDO do

ranking 2015 dos computadores mais rápidos do mundo.

1° Tianhe-2 (figura 02): Localizado em Guangzhou, China. Possui 3,12 milhões de

núcleos que desempenham 33,86 petaflop/s. Pelo quinto ano seguido, o modelo chinês

Tianhe-2 ficou com o primeiro lugar, com um desempenho de 33,86 petaflop/s

FIGURA 02 - TIANHE-2

Fonte: Google imagem

2° Titan (figura 03): Localizado no Departamento de Energia de Oak Ridge, nos EUA.

Desempenha 17,59 petaflop/s.

http://www.top500.org/http://www.top500.org/http://www.top500.org/


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FIGURA 03 - TITAN

Fonte: Site Tecnomundo

3° Sequoia (figura 04): Localizado no Departamento de Energia de Lawrence Livermore, nos

EUA. Possui 1,57 milhão de núcleos de processamento.

FIGURA 04 - SEQUOIA


4° K Computer (figura 05): Localizado no RIKEN Advanced Institute for Computational

Science, no Japão. Possui 705 mil núcleos de processamento.


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FIGURA 05 - K COMPUTER


5° Mira (figura 06): Localizado no Laboratório Nacional de Argonne, nos EUA. Possui 786 mil

núcleos IBM customizados para processamento.

FIGURA 06 - MIRA


6° Piz Daint (figura 07): Localizado no Centro Nacional de Computação, na Suíça. Possui 116

mil núcleos Xeon e NVIDIA para processamento.


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FIGURA 07 - PIZ DAINT

Fonte: Site Tecnomundo

7° Shaheen II (figura 08): Localizado na Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah,

na Arábia Saudita. Desempenha 5,53 petaflop/s — primeiro computador do Oriente Médio a

figurar na lista.

FIGURA 08 SHAHEEN II


8° Stampede (figura 09): Localizado no Centro de Computação Avançada do Texas, nos

EUA. Sistema DellPowerEdge C8220 com 462 mil núcleos Phi.


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FIGURA 09 - STAMPEDE


9° JUQUEEN (figura 10): Localizado em Forschungszentrum Juelich, na Alemanha. Possui

459 mil núcleos IBM customizados para processamento.

FIGURA 10 JUQUEEN


10° Vulcan (figura 11): Localizado no Laboratório Nacional de Lawrence Livermore, nos EUA.

Possui 393 mil núcleos IBM customizados e sistema BlueGene/Q.


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FIGURA 10 VULCAN



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2.3 USO DOMÉSTICO DOS SUPERCOMPUTADORES

A tendência é que no futuro existam vários supercomputadores com aplicação

doméstica nos mais diferentes níveis. O Primeiro supercomputador doméstico

lançado no mercado é TYANPSC T-650 (figura 12), da fabricante Tyan que tem 10

processadores de núcleo quádruplo Intel Xeon. Este modelo começou a ser vendido em

2007.

FIGURA 12 - TYANPSC T-650

Fonte: Site TERRA

O TYANPSC T-650 possui 40 núcleos de processamento e uma velocidade de 256

gigaflops, a máquina tem 60 GB de RAM e é portátil, apesar de pesado possui rodas para oseu transporte, como podemos observar na figura 11. A fabricante afirma que a máquina é

silenciosa e tem um gasto mínimo de energia, cerca de 1,4 mil watts, equivalente a uma

geladeira. O supercomputador está sendo vendido por US$ 20 mil nos Estados Unidos.

No Brasil, o primeiro supercomputador pessoal lançado é o HPC Box T1

(figura 13). Este modelo foi criado de uma parceira da NVidia com a SMB Sunset

(empresa esta responsável por montar os computadores). A compra dele é apenas

por encomendas e o preço varia entre R$ 35 e R$ 65 mil, preço este que varia de

acordo com a configuração escolhida. A configuração mais simples tem quatro

placas de vídeo Tesla da NVidia, cada uma com poder de processamento de 1


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teraflop, o que equivale a 1 trilhão de cálculos por segundo. Conforme o diretor da

SMB Sunset Edouard Kutchukian, o objetivo deste supercomputador é ajudar em

pesquisas científicas.

FIGURA 13 - HPC BOX T1

Fonte: Tecnoblog

Podemos perceber que por mais que os supercomputadores sejam lançadoscomo modelos domésticos sejam compactos, o seu custo de aquisição ainda é alto

devido à tecnologia aplicada e sua utilização é voltada para processamento de

pesquisas científicas.


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3 CONCLUSÃO

Os supercomputadores estão se tornando cada vez mais otimizados, isso em

relação a sua estrutura como um todo, desde a sua capacidade de processamentos

FLOPS até o tamanho dos componentes. Seu uso atual é específico devido ao alto

custo e sua obsolência, pois a tecnologia sempre está se renovando, como exemplo,

temos hoje os smartphones, que possuem funções muito próximas de um

computador doméstico da década passada.

A tendência é que no futuro os supercomputadores se tornem comuns em

casas e empresas. Essas máquinas se já são e representarão expressão

significativa na vida humana, seja em avanços na área da ciência, em novasdescobertas, como também na praticidade das ações do cotidiano. Os

supercomputadores podem ser considerados também como armas de inteligência, o

campo militar já utiliza para esses fins.

Ao mesmo que tempo que a tecnologia da informação pode vir para agregar

e contribuir no desenvolvimento humano poderá ser utilizado para o controle e fins

políticos, sociais e econômicos, além de que uma vez dependentes da tecnologia,

todo nosso sistema de organização estará vulnerável a ataque de hackers, o cria anecessidade de se trabalhar com segurança virtual.


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REFERÊNCIAS

TAMPELINI, L, G. A 39a lista Top500. Os computadores mais rápidos do mundo.

UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas. Disponível em

Acesso em 06 de jul. 2015.

GUSMÃO, G. INFO ABRIL. Conheça os 25 supercomputadores mais poderosos

do mundo segundo a top 500. Disponível em Acesso em 12 de jul. 2015.

GYGABYTES. Supercomputadores. Disponível em


PAYÃO, F. TECNOMUNDO. SuperPC: Tianhe-2 continua sendo o computador

mais rápido do mundo. Disponível em


LANDIM, W. TECNOMUNDO. O que são FLOPS? Disponível em

Acesso em

20 de jul. 2015.

TERRA. Primeiro supercomputador doméstico tem 10 processadores.Disponível em

Acesso em 25/07/2015.

TERRA. Supercomputadores. Disponível em


WIKIPÉDIA. Supercomputador. Disponível em


GRAVEHEART, P. 91% dos maiores supercomputadores do mundo rodam

http://www.ic.unicamp.br/~cortes/mo601/trabalho_mo601/leonardo_tampellini_top500/Trabalho%20Top500%20%28final%29.pdfhttp://www.ic.unicamp.br/~cortes/mo601/trabalho_mo601/leonardo_tampellini_top500/Trabalho%20Top500%20%28final%29.pdfhttp://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://www.supercomputadores.noradar.com/http://www.tecmundo.com.br/supercomputadores/83160-superpc-tianhe-2-continua-sendo-computador-rapido-mundo.htmhttp://www.tecmundo.com.br/supercomputadores/83160-superpc-tianhe-2-continua-sendo-computador-rapido-mundo.htmhttp://www.tecmundo.com.br/curiosidade/2845-o-que-sao-flops-.htmhttp://tecnologia.terra.com.br/interna/0,,OI1501152-EI4801,00.htmlhttp://tecnologia.terra.com.br/interna/0,,OI1501152-EI4801,00.htmlhttp://www.terra.com.br/noticias/infograficos/supercomputadores/supercomputadores-03.htmhttp://www.terra.com.br/noticias/infograficos/supercomputadores/supercomputadores-03.htmhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Supercomputadorhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Supercomputadorhttp://www.terra.com.br/noticias/infograficos/supercomputadores/supercomputadores-03.htmhttp://www.terra.com.br/noticias/infograficos/supercomputadores/supercomputadores-03.htmhttp://www.terra.com.br/noticias/infograficos/supercomputadores/supercomputadores-03.htmhttp://tecnologia.terra.com.br/interna/0,,OI1501152-EI4801,00.htmlhttp://www.tecmundo.com.br/curiosidade/2845-o-que-sao-flops-.htmhttp://www.tecmundo.com.br/supercomputadores/83160-superpc-tianhe-2-continua-sendo-computador-rapido-mundo.htmhttp://www.tecmundo.com.br/supercomputadores/83160-superpc-tianhe-2-continua-sendo-computador-rapido-mundo.htmhttp://www.supercomputadores.noradar.com/http://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://info.abril.com.br/noticias/it-solutions/2014/06/conheca-os-15-supercomputadores-mais-poderosos-do-mundo-segundo-a-top500.shtmlhttp://www.ic.unicamp.br/~cortes/mo601/trabalho_mo601/leonardo_tampellini_top500/Trabalho%20Top500%20%28final%29.pdfhttp://www.ic.unicamp.br/~cortes/mo601/trabalho_mo601/leonardo_tampellini_top500/Trabalho%20Top500%20%28final%29.pdf


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Linux. Disponível em Acesso em 28 de jul. 2015.

AMARAL, F, A. TECNOMUNDO. O que é Kernel? Disponível em

Acesso em 20

de jul. 2015.

TECNOBLOG. Supercomputador pessoal chega ao Brasil custando até R$ 65

mil. Disponível em Acesso em 08 de Ago. de 2015.
https://tecnoblog.net/26177/91-dos-maiores-supercomputadores-do-mundo-rodam-linux/https://tecnoblog.net/26177/91-dos-maiores-supercomputadores-do-mundo-rodam-linux/http://www.tecmundo.com.br/mac-os-x/1636-o-que-e-kernel-.htmhttps://tecnoblog.net/65143/hcp-box-supercomputador-pessoal-nvidia-smb-sunset/https://tecnoblog.net/65143/hcp-box-supercomputador-pessoal-nvidia-smb-sunset/https://tecnoblog.net/65143/hcp-box-supercomputador-pessoal-nvidia-smb-sunset/https://tecnoblog.net/65143/hcp-box-supercomputador-pessoal-nvidia-smb-sunset/https://tecnoblog.net/65143/hcp-box-supercomputador-pessoal-nvidia-smb-sunset/http://www.tecmundo.com.br/mac-os-x/1636-o-que-e-kernel-.htmhttps://tecnoblog.net/26177/91-dos-maiores-supercomputadores-do-mundo-rodam-linux/https://tecnoblog.net/26177/91-dos-maiores-supercomputadores-do-mundo-rodam-linux/

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