Supercomputador: o Deucalion será uma grande frota de Ferraris…

Tem o nome do filho de Prometeu, filósofo grego, mas o seu propósito não é refundar a humanidade mas servir a estratégia nacional da computação avançada.

O professor Rui Oliveira, director do Minho Advance Computing Center, infraestrutura nacional de computação avançada operada pela Universidade do Minho, dá-nos uma perspectiva do que vai fazer, quando e como o supercomputador enquadrado numa estratégia nacional e europeia, reforçando a sua competitividade no mundo.

Antes de mais, porquê Deucalion para nome de um supercomputador?

Deucalion (em português Deucalião) era filho de Prometeu, a divindade que roubou o fogo do Olimpo para o partilhar com os mortais e que se tornou ícone da UMinho – “Vejo que a escultura (de Prometeu) se tornou uma referência do Minho”, José Rodrigues. Segundo a mitologia, Deucalion e sua mulher Pirra refundaram a humanidade após o dilúvio.

A UE – União Europeia – acaba de anunciar um contributo de cerca de 7 milhões. É o valor esperado, num investimento estimado de 50 milhões de euros?

Sim. A participação da UE nos cinco sistemas petascale da EuroHPC JU é de 35%. O sistema Deucalion custou 20 milhões de euros. Quando se refere um investimento total de cerca de 50 milhões de euros, este compreende o supercomputador, sistemas auxiliares, nomeadamente de refrigeração e comunicações, uma infraestrutura de produção e gestão avançada de energia baseada em fontes renováveis, o edificado para alojamento destes equipamentos e da estrutura de I&D que lhes vai estar associada e a operação durante a vigência do contrato com a EuroHPC JU.

Quem vai suportar a diferença?

O Estado português e os parceiros envolvidos neste projecto.

Anunciado para ir viver no Avepark, já estão reunidas as condições para receber o supercomputador?

Não todas, ainda. Mas o Avepark reúne condições de base e excelência para o efeito, incluindo de estabilidade sísmica e fornecimento redundante de energia.

E quando chegará a Guimarães? Que meios serão usados no seu transporte?

Os “caixotes” deverão chegar até Abril. Por via marítima e rodoviária.

Sendo construído pela Fujitsu, qual foi o papel da UM/MACC na sua concepção?

O sistema Deucalion é um elemento central da estratégia nacional de computação avançada para a qual a UMinho contribui activamente. A macroarquitectura e dimensionamento do Deucalion foram especificados pela UMinho de forma a servir os vários objectivos a que se destina, nomeadamente nas diferentes tipologias de microprocessadores que integra. Resumidamente, por um lado, responder cabalmente às necessidade de computação de todos os cientistas, na academia e nas empresas, cujo trabalho depende de grandes e complexas simulações (em todos os ramos das ciências e engenharias) e da análise de grandes conjuntos de dados incluindo a sua utilização em algoritmos de aprendizagem automática (machine learning). E, por outro, reforçar a investigação e formação em sistemas de computação avançada onde a Europa, e Portugal em particular, perdeu competitividade nos últimos anos.

Como explicaria ao público em geral o que é o Deucalion, para que serve, o que vai fazer?

O Deucalion não é “um” computador, é um conjunto de 2200 computadores, com mais 150000 núcleos de processamento, especialmente bem ligados entre si. Cada um destes computadores é, em tudo, semelhante aos que usamos no dia-a-dia mas, se equipararmos o nosso computador pessoal a um Renault Clio, o Deucalion dispõe de milhares de Ferraris SF90. Esta analogia não dever ser vista apenas como quantitativa. As várias tipologias de microprocessadores do Deucalion estão à disposição de todos, nos nossos computadores pessoais e, aqui reside a grande novidade, nos nossos telemóveis, tablets, electrodomésticos inteligentes, etc. Portanto, desenvolvendo software para estes “Clios” estamos também habilitados a tirar partido do Deucalion. Há, evidentemente, problemas nas várias áreas das ciências e das engenharias que exigem cálculos tão complexos que no nosso computador pessoal levariam demasiado tempo para poderem vir a ser úteis ou mesmo realizáveis. É aí que os milhares de Ferraris ajudam: individualmente são mais velozes que os Clio mas, principalmente, se conseguirmos realizar esses cálculos complexos como milhares de cálculos mais simples em paralelo reduzimos o tempo de cálculo em muitos milhares de vezes. Portanto, um supercomputador serve para realizarmos grandes e complexas simulações numéricas em tempo útil. Além disso, temos todos a percepção de que cada vez mais temos montanhas de dados digitalizados (textos, imagens, sons, medidas de todo o tipo de fenómenos, etc.) que têm muito valor se os conseguirmos explorar. E, mais uma vez, explorar em tempo útil. Os supercomputadores, com as suas grandes quantidades de memória e alguns truques debaixo do capot, são cada vez mais hábeis nesse tratamento dos dados e na criação de algoritmos que aprendem sozinhos, automaticamente.

E quantas e que tipo de pessoas estarão aptas a operar com ele?

Muitas. E cada vez mais. Temos imensos investigadores, em todo o país, que usam frequentemente os nossos actuais supercomputadores e outros, bem maiores, na Europa e nos Estados Unidos. O MACC não é hoje usado por mais investigadores simultaneamente porque não tem mais recursos. Além disso, como disse anteriormente, o Deucalion será uma grande frota de Ferraris e… quem souber conduzir um Clio aprende facilmente a conduzir um SF90. Porém, para tirar partido da frota é necessário ter desafios complexos que o justifiquem e treinar bastante para ser piloto.

Que informação será introduzida no seu cérebro? E o que produzirá ao fim de um dia, mês ou ano?

Dados e software adequado a tirar partido das potencialidades desta grande máquina.

Para quem vai trabalhar o supercomputador? Quem são os seus clientes?

O Deucalion será maioritariamente utilizado por investigadores académicos, nacionais e europeus. Para além disso, um dos principais objectivos da estratégia nacional de computação avançada, muito alinhada com a europeia, é promover a utilização da supercomputação nas empresas, nomeadamente nas PME. A transformação digital em curso está a criar necessidades e oportunidades para empresas trabalharem neste domínio.

Que significado ou importância terá para o Departamento de informática e para a própria UM?

A importância e valor do Deucalion serão partilhados por muitos departamentos e centros de investigação, de muitas áreas científicas da UMinho e de outras universidades portuguesas. Os grupos que trabalham na investigação e ensino nos domínios da informática terão ao seu dispor um supercomputador de nível mundial com a tecnologia mais avançada do mundo. Isto permitirá, particularmente aos informáticos, fazer investigação e desenvolvimento com tecnologia e numa escala até agora indisponível. À UMinho, acresce a responsabilidade da gestão operacional do sistema, o que nos exigirá aprender muito e muito depressa.

O impacto local, nacional e mundial do Deucalion como será avaliado?

O maior impacto esperado é nacional, a nível das descobertas científicas que um maior número de hipóteses, e cada vez mais complexas, poderão ser testadas por mais investigadores nas diversas áreas das ciências e das engenharias, no avanço científico e tecnológico potenciado à engenharia de sistemas e informática e às ciências da computação com o acesso ao novo sistema e, no objectivo maior de toda a investigação que é, através das empresas, beneficiar o país social e economicamente com inovação.

Qual será a relação da UE com o Deucalion e a rede (European Networking) de supercomputadores europeus em que se insere?

O Deucalion será um nó da rede europeia de supercomputação sob gestão da EuroHPC JU. Há, já há muito tempo, uma coordenação dos supercomputadores europeus na rede PRACE, de que Portugal faz parte. Essa tradição e experiência continuará com a EuroHPC JU permitindo que os investigadores europeus tirem partido das diversas infraestruturas através de um processo competitivo. Este funcionamento em rede é de grande interesse para todos os seus membros, permitindo maximizar a utilização da capacidade instalada e a partilha de conhecimento e boas-práticas, bem como o lançamento de projectos de investigação conjuntos. Permitirá também a construção de uma capacitação europeia neste domínio.

Quando acredita que o Deucalion possa estar apto a funcionar?

No início de 2022.

Qual pensa seja o seu primeiro contributo no avanço e na investigação ligados à medicina, bioengenharia, alterações climáticas?

Em Portugal, temos grupos de investigação de referência nas áreas que citou e em várias outras. Qualquer um destes grupos poderá fazer o Deucalion brilhar em 2022, incluindo em “trabalho de bastidores” associado a processamento de grandes quantidades de dados ou à modelação de sistemas muitos complexos. Pessoalmente, gostaria que o Deucalion tivesse um papel muito relevante na defesa e combate às alterações climáticas.

Será alguma relação com 3B’s, também sediado no Avepark?

Não, não especial, embora seja natural que investigadores do Grupo 3B’s venham a utilizar esta infraestrutura científica.

Manuel Heitor, Ministro da Ciência e do Ensino Superior disse que o Deucalion podia ser um estímulo para a coesão regional. De que modo?

O Deucalion será uma ferramenta de escala e transversalidade única, naturalmente indutora de projectos multidisciplinares de grande impacto. Central à rede nacional de dados e de visualização avançada poderá ser, inquestionavelmente, um pilar de coesão. O Deucalion é um grande exemplo de descentralização da ciência e das suas infraestruturas em Portugal.

Foi concebido como um produto verde com níveis reduzidos de emissões de carbono, alinhado com a estratégia do European Green Deal. Poderia ser de outra forma?

A eficiência energética foi um dos principais critérios na especificação do Deucalion. A construção do MACC, no AvePark, parte daí e tem como objectivo um centro de supercomputação verde, alimentado por fontes renováveis de energia de forma totalmente sustentável e com uma pegada ecológica mínima.

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