No verão passado, três caminhões viajaram pelo norte da Inglaterra transportando uma carga incomum. Por 150 milhas, quase 500 computadores foram individualmente embrulhados em um edredom para proteção.
Esses computadores faziam parte de um supercomputador de 13 toneladas em Cheshire e estavam sendo transferidos para sua nova casa na Durham University. Agora, após meses de instalação meticulosa, este supercomputador de segunda mão se tornou uma das maiores máquinas do país para pesquisas em astronomia.
Com 4,3 petabytes de armazenamento, ele tem cerca de um décimo do armazenamento do supercomputador mais rápido do Reino Unido (o Cray XC40 do Met Office) e tem um poder de processamento de 166 TeraFlops, em comparação com os cerca de 7.000 TeraFlops de Cray.
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Montar o computador foi um esforço da comunidade, de acordo com Lydia Heck, que administrou os computadores no Instituto de Cosmologia Computacional de Durham nos últimos 30 anos. Pesquisadores, alunos e professores se ofereceram para ajudar a montar o quebra-cabeça, combinando alguns dos equipamentos antigos de Durham com os computadores transportados nos caminhões.
Isso incluiu retirar cada um dos 2.400 discos de armazenamento de oito racks, reinstalá-los e, em seguida, passar semanas tentando encontrar e corrigir os erros.
Por que os supercomputadores são tão importantes
Os supercomputadores desempenham um papel crucial na pesquisa científica porque expandir os limites do conhecimento requer computadores cada vez mais poderosos, capazes de realizar milhares de cálculos a cada segundo.
Astronomia, química, biologia e previsão do tempo dependem do poder dos supercomputadores. Supercomputadores não são apenas os computadores mais poderosos; eles funcionam de uma maneira completamente diferente dos computadores normais. Eles executam muitos cálculos de uma vez, conhecidos como processamento paralelo, em vez do computador no qual você está lendo, que executa cada tarefa uma de cada vez.
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Normalmente, eles são usados para calcular problemas complexos, muitos dos quais são exponenciais, o que significa que cada vez que você deseja adicionar um parâmetro, você dobra a potência necessária para uma simulação.
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O poder de computação tem sido um fator limitante na astronomia, por exemplo. Na década de 1980, os pesquisadores debatiam se o sistema solar se movia ou não de forma caótica, mas somente quando computadores mais poderosos foram inventados o debate foi resolvido, é um tanto caótico.
Superpoderes de upcycling
O supercomputador ‘reciclado’ de Durham está agora instalado e funcionando, contribuindo para a unidade de pesquisa nacional DiRAC do Reino Unido, especializada empesquisas em física de partículas, astronomia e cosmologia. A nova maquinaexecuta códigos para pesquisa em física de partículas, física nuclear, astronomia e cosmologia. Pesquisadores de todo o país podem se inscrever para vagas na máquina, que pode ser acessada remotamente de qualquer lugar do mundo.
Mas há muito mais para operar um supercomputador do que aparenta. A máquina requer um sistema de energia ininterrupta, resfriamento a água e ar e tem seus próprios geradores de energia a diesel para backup.
Entrando na sala que abriga a máquina, no andar térreo do prédio de Ciências da Terra de Durham, as primeiras sensações que surgem são o calor e o ruído.
Existem mais de 500 computadores aqui, todos gritando, diz Heck. Imagine o calor que pode ser gerado em seu próprio computador desktop ou laptop e multiplique isso por 500.
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Latas de nitrogênio no valor de £ 150.000 são mantidas no telhado, posicionadas e prontas para serem utilizadas em caso de incêndio. Uma vez que a água não seria páreo para a energia emitida por essas máquinas, a única opção seria matar o oxigênio de fome.
Na porta ao lado está o irmão mais novo do mais novo supercomputador, uma linha mesquinha de cerca de 200 computadores que está sendo lentamente desativada. Cada vez que uma das máquinas quebra, diz Heck, em vez de consertá-la, a equipe está apenas deixando-a morrer.
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Trabalhando constantemente, alguns dos códigos em execução no computador duram milhões de horas de computação, o que significa que não há espaço para um corte de energia, ou mesmo uma queda. Um gerador fornece o sistema de energia do computador, enquanto dois geradores a diesel no campus estão lá em caso de emergência. No ano passado, tivemos que usá-los algumas vezes, Heck me disse, mas não tanto este ano, felizmente - eles fazem tanto barulho e não cheiram muito bem!
O sistema DiRAC Data Centric HPC instalado em Durham foi aprimorado com a implantação do COSMA6, uma máquina com 8.000 núcleos Intel Sandy Bridge e 4,3 petabytes de armazenamento. O recurso adicional foi necessário para manter a competitividade da comunidade de pesquisa que está sendo usada pelo DiRAC por 12 meses a partir de abril deste ano.
O novo sistema HPC na Durham University é uma prova das habilidades de todos os envolvidos no projeto que foram capazes de reinstalar um cluster de segunda mão, adicionar a ele uma nova memória RAM e projetar uma solução que será inestimável para a comunidade de pesquisa , comenta Julian Fielden, Diretor Executivo do provedor de serviços de informática OCF. Temos uma longa história de trabalho com a Durham University, então estamos muito satisfeitos por estarmos envolvidos em um projeto tão único.
E nada disso teria sido possível sem Heck. O que fica claro depois de passar uma tarde com ela e seus supercomputadores é o quanto ela ama as máquinas - um sentimento contagiante. Em suas décadas de trabalho em Durham, ela continuou a trabalhar em estreita colaboração com os alunos. Ela diz que é porque eles me mantêm jovem.
Acima de tudo, Heck é apaixonada por inspirar mulheres jovens a entrar na engenharia e, embora os alunos possam passar pelos corredores e os pesquisadores possam até mesmo usar a capacidade dos supercomputadores sem conhecer Heck, ela é uma parte fundamental da universidade e da pesquisa mais ampla comunidade.
Imagens: Abby Beall
