Um mundo de TeraFLOPS: conheça os 8 supercomputadores mais rápidos do mundo

O mundo está cada vez mais “acelerado” graças ao progresso dos supercomputadores. Estas máquinas são utilizadas para correr simulações complexas e complicadas que envolvem um largo número de variáveis. A sua utilização mais comum envolve a economia, situações ambientais, modelos neurológicos, e claro, mais recentemente, tem sido utilizado com grande eficácia no estudo da COVID-19, e na forma como o vírus se muta e se propaga.

Estas supermáquinas custam muito dinheiro a construir, e são uma espécie de “demonstração” do estado de arte da tecnologia de diversas empresas. Fujitsu, NVidia, IBM, Atos e Dell são algumas das fabricantes que tentam elevar a fasquia, oferecendo modelos que constam na lista dos mais poderosos do mundo.

Atualmente, o supercomputador mais poderoso é o japonês Fugaku, que foi contruído em parceria entre a Fujitsu e o laboratório de investigação Riken. Para ter uma ideia, este consegue uma performance de 442.010 teraFLOPS, enquanto que o segundo supercomputador mais rápido, o Summit da IBM, marca 148.600, ou seja, o modelo japonês é três vezes mais rápido que o americano.

FLOPS significa “floating point operations per second”, ou seja, o número de operações básicas matemáticas que um computador consegue realizar num segundo.

Conheça os oito supercomputadores mais rápidos do mundo, segundo a Statista, à data de novembro de 2020:

1 – Fugaku
Fabricante: Fujitsu/Riken
Velocidade: 442.010 TeraFLOPS
Origem: Japão

O supercomputador Fugaku é líder incontestado na lista dos mais rápidos do mundo, nas quatro categorias em que as máquinas são julgadas. Este está equipado com a SoC A64FX de 48 núcleos da Fujitsu, tornando-se o primeiro sistema alimentado por processadores ARM a chegar ao topo.  É utilizado em operações de machine learning e aplicas de IA. O Fugaku encontra-se instalado no centro de ciência computacional da Riken, em Kobe, no Japão.

2 – Summit
Fabricante: IBM
Velocidade: 148.600 TeraFLOPS
Origem: Estados Unidos

O Summit, construído pela IBM, é um supercomputador com capacidade de processamento de 148.600 TeraFLOPS. O sistema tem 4.356 nodes, cada um equipado com dois processadores Power9 de 22 núcleos, e seis GPUs Tesla V100 da NVidia. Todos os seus nodes estão ligados por uma rede Mellanox dual-rail EDR InfiniBand. O Summit encontra-se instalado no Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, nos Estados Unidos, sendo o mais rápido do país. Até junho de 2020, com o lançamento do Fugaku, era o mais rápido do mundo.

O supercomputador está a ser utilizado no campo da energia, inteligência artificial, saúde humana e outras áreas de investigação, tais como simulações de terramotos, condições meteorológicas extremas, entre outros. Estima-se que o Summit ocupe 55 metros de espaço e utilizem 219 quilómetros de cabos.

3 – Sierra
Fabricante: IBM
Velocidade: 94.640 TeraFLOPS
Origem: Estados Unidos

A IBM tem um segundo supercomputador no pódio dos mais rápidos do mundo. O sistema consegue obter 94.640 PetaFLOPS, graças aos seus dois processadores Power9 e quatro GPUs NVidia V100 em cada um dos seus 4.320 nodes. O Sierra encontra-se no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, Estados Unidos. Tal como o seu primo, os seus nodes estão ligados por uma rede Mellanox dual-rail EDR InfiniBand.

O supercomputador está a ser utilizado para controlar a segurança e eficácia das armas nucleares dos Estados Unidos, e outras áreas da Segurança Nacional.

4 – Sunway TaihuLight
Fabricante: NRCPC
Velocidade: 93.014,6 TeraFLOPS
Origem: China

O Sunway TaihuLight é um supercomputador desenvolvido pela National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC) na China. O sistema é alimentando por processadores SW26010 de 260 núcleos da Sunway, capaz de atingir os 93.014,6 TeraFLOPS.

O supercomputador encontra-se instalado no Centro Nacional de Supercomputação em Wuxi, na China, desde junho de 2016. Durante os dois anos seguintes foi considerado o mais rápido do mundo, até ao lançamento do Summit em junho de 2018.

5 – Selene
Fabricante: NVidia
Velocidade: 63.460 TeraFLOPS
Origem: Estados Unidos

A NVidia afirma que construiu (na altura) o sétimo computador mais rápido do mundo durante o período da pandemia da COVID-19 que assolou todo o mundo, em apenas um mês. O Selene já recebeu upgrades e agora ocupa o quinto posto da lista, capaz de gerar 63.460 TeraFLOPS.

Na sua atualização, que dobrou a sua capacidade de processamento, está uma arquitetura modular SuperPod A100 DGX da NVidia, com processadores AMD Eypc e as novas GPUs A100 80GB. A fabricante tem como principal objetivo aprofundar o trabalho em inteligência artificial, assim como a ajuda no design de chips.

6 – Tianhe-2A
Fabricante: NUDT
Velocidade: 61.444,5 TeraFLOPS
Origem: China

O Tianhe-2A foi desenvolvido pela Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT) na China. Tem uma capacidade de computação de 61.444,5 TeraFLOPS, recorrendo a uma arquitetura híbrida entre processadores Intel Xeon e coprocessadores Matrix-2000 customizados. Encontra-se ativo no Centro Nacional de Supercomputação em Guangzhou, na China.

Quando foi lançado, em junho de 2013, foi considerado o mais rápido do mundo, até ser ultrapassado três anos depois pelo Sunway TaihuLight. A sua construção envolveu cerca de 1.300 cientistas e engenheiros. Em 2015, houve planos para duplicar as suas capacidades de hardware, mas o governo dos Estados Unidos impediu que a Intel fornecesse o hardware às entidades chinesas. Em resposta às sanções, foi então construído o Sunway TaihuLight, sem a dependência de tecnologia americana.

7 – Juwels Booster Module
Fabricante: Atos
Velocidade: 44.120 TeraFLOPS
Origem: Alemanha

Batizado como Forschungszentrum Jülich, o supercomputador foi abreviado para Juwels e tem um módulo booster alimentado por milhares de GPUs, com a capacidade de 44.120 TeraFLOPS. O supercomputador foi desenvolvido em cooperação entre a Atos, Mellanox, ParTec e a NVidia.

O computador modular tem a vantagem de ir recebendo atualizações e melhorar a sua performance ao longo do tempo. Cada módulo adicionado é construído e otimizado para as necessidades específicas de um grupo de aplicações. Os módulos especializados podem depois ser combinados dinamicamente, mediante o uso, utilizando uma camada de software uniforme.

8 – HPC5
Fabricante: Dell
Velocidade: 35.450 TeraFLOPS
Origem: Itália

O HPC5 é considerado um dos mais poderosos supercomputadores do mundo não-governamentais. Encontra-se a trabalhar no Centro de Dados Eni’s Green em Pavia, em Itália. A máquina consiste em 1.820 nodes Dell EMC PowerEdge C4140, cada um com dois processadores Intel Gold 6252 de 24 núcleos e quatro GPU NVIDIA V100, ligados com a rede Infiniband Mellanox HDR, com uma velocidade de 200 Gbit/s, utilizando cerca de 10 km de fibra ótica. Tem uma capacidade de processamento de 35.450 TeraFLOPS.