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Alunos e professores da EACH formam primeira equipe brasileira a participar de competição internacional de supercomputação
Postado em 14 de abril de 2014
Estudantes e professores do curso de Sistemas de Informação da Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH) da USP possuem o desafio de participar em breve de duas importantes competições internacionais de supercomputação. O grupo – que também recebeu apoio do Departamento de Astronomia do IAG e do Núcleo de Sistemas Complexos (fruto de iniciativa da Pró-reitoria de Pesquisa da USP), além da Intel, SGI e Mellanox – está confiante, pois já obteve uma grande vitória: ser a primeira equipe brasileira a se classificar para competir na Student Cluster Competition, que ocorrerá em junho na Alemanha, e na Asian Supercomputing Conference, que acontecerá na China, em abril. A equipe embarca no próximo dia 19.
“É uma conquista fantástica o que os nossos estudantes conseguiram. Trabalharam muito e estão preparados para as competições”, afirma o Prof. Dr. Alexandre Ferreira Ramos, supervisor da equipe. Fazem parte dela também cinco alunos de Sistemas de Informação – Carlos Aguni, Eiji Kawahira e Luis Manrique, do 3º ano; Flávio Avad Briz e Henrique Leme, do 4º ano, além do Prof. Dr. Fábio Nakano, que atua como co-supervisor.
Nas competições, a equipe da EACH terá que executar vários programas em um cluster, chamado também de supercomputador, que pode consistir em alguns milhões de computadores interligados trabalhando em conjunto para resolver o mesmo problema. Vence a disputa o time que conseguir colocar todos os programas para funcionar corretamente e no menor tempo possível.
Formada em outubro de 2013, a equipe recebeu o nome de Apuama que, segundo o Prof. Alexandre, significa “veloz” ou “correnteza” em tupi-guarani. “Escolhemos esse nome porque remete ao fluxo de informações dentro do cluster”, explica ele. “A troca de informações entre os computadores precisa ser muito rápida.”
Agilidade é o que não falta à equipe. Em pouco tempo de trabalho foi possível inscrever projetos para participar das duas competições e garantir a classificação. Na disputa alemã, a Apuama foi uma das 11 selecionadas dentre 70 equipes inscritas de todo o mundo. Também ficou entre as 16 escolhidas na China, que contou com 82 grupos inscritos.
A ideia de participar das competições surgiu após o contato com o professor Yuefan Deng, da Stony Brook University, de Nova York, que veio ao Brasil em setembro de 2013, com financiamento da Pró-reitoria de Pós-Graduação da USP e do Programa de Pós-Graduação em Sistemas Complexos da EACH, para colaborar com o professor Alexandre em projetos de pesquisa utilizando simetrias aplicadas à computação de alto desempenho. A partir daí, os professores da EACH convidaram os alunos de Sistemas de Informação para uma reunião sobre supercomputação e para falar das competições. Os estudantes interessados se uniram aos professores e formaram a equipe.
Conhecendo mais a supercomputação
“Quando você vê múltiplos computadores trabalhando isoladamente, está tudo ok. Agora experimente juntá-los. É um desafio!”, garante o professor Alexandre. Segundo ele, é preciso levar em consideração qual tecnologia utilizar para conectar os computadores e estabelecer a sincronia entre os programas.
“Existe toda uma questão de como um computador se comunica com o outro, qual informação deve ser passada primeiro, ou seja, é uma questão de administrar o fluxo de informação entre os computadores”, explica o professor Nakano, que também exemplifica quais tipos de programas são executados nos supercomputadores. Um deles é o HPL, High Performance Linpack, aplicação que resolve sistemas lineares com precisão e muito utilizada para avaliação de desempenho de clusters. De acordo com o professor, esse programa é utilizado para resolver problemas de otimização como, por exemplo, na transmissão de energia elétrica, na produção de gado, dentro de um hospital que precisa programar a dieta dos pacientes, entre outras situações.
Outro programa muito executado em clusters é o Quantum Espresso, que faz cálculo de estruturas materiais, analisando, entre outras características, a estabilidade de uma estrutura sólida quando interagindo com elementos externos. “Ele serve para projetar, por exemplo, a composição química do combustível utilizado em um reator nuclear e como este interage com os nêutrons abundantes desse ambiente”, afirma o professor Alexandre.
Os alunos da equipe trabalham com vários outros programas que colocam situações do dia a dia que precisam ser resolvidas. “Lidamos com problemas reais e nas competições também enfrentaremos isso”, destaca o estudante Luis Manrique. “Estou muito feliz por fazer parte desse projeto e tudo o que está acontecendo só aumenta minha certeza de que fiz uma boa escolha de curso e de universidade.”
Flávio Briz, do 4º ano de Sistemas de Informação, também ressalta a importância desse projeto na carreira acadêmica e profissional. Para ele, a participação nas competições “terá um grande peso no aprendizado, que evoluiu muito desde a formação da equipe”.
Além de usar o cluster Apuama, formado por seis computadores que já não eram utilizados para pesquisa no IAG, o grupo da EACH treinou com o Puma, máquina formada por 59 computadores do Laboratório de Ciência de Computação Científica Avançada da USP; e com o Alphacrucis, formado por 96 computadores do Departamento de Astronomia do IAG.
Tanto na China como na Alemanha, a equipe da EACH competirá com um cluster formado por seis computadores. Na disputa chinesa, a Inspur, empresa patrocinadora do evento, disponibilizará os equipamentos para todos os grupos participantes. Já na alemã, os brasileiros competirão com equipamentos emprestados pela SGI, Mellanox e Intel, parceiras da equipe Apuama.
