{"id":21217,"date":"2015-05-17T21:00:47","date_gmt":"2015-05-17T21:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=21217"},"modified":"2015-05-16T21:31:58","modified_gmt":"2015-05-16T21:31:58","slug":"cientista-planeja-supercomputador-barato-para-previsoes-de-clima","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/cientista-planeja-supercomputador-barato-para-previsoes-de-clima\/","title":{"rendered":"Cientista planeja supercomputador barato para previs\u00f5es de clima"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Talvez o maior desafio diante de especialistas do clima e da inform\u00e1tica seja a cria\u00e7\u00e3o de um supercomputador que possa modelar com precis\u00e3o o futuro do planeta em uma s\u00e9rie de equa\u00e7\u00f5es, computando como as for\u00e7as da mudan\u00e7a clim\u00e1tica v\u00e3o afet\u00e1-lo. \u00c9 uma tarefa que exigiria rodar um conjunto imenso de c\u00e1lculos durante v\u00e1rias semanas e, a seguir, recalcular centenas de vezes com vari\u00e1veis diferentes.<\/p>\n

Tais m\u00e1quinas v\u00e3o precisar ser pelo menos cem vezes mais velozes do que os supercomputadores mais poderosos atuais e, ironicamente, o esfor\u00e7o para compreender melhor a amea\u00e7a da mudan\u00e7a clim\u00e1tica poderia terminar contribuindo para o aquecimento global. Se esse computador fosse constru\u00eddo com a tecnologia existente hoje, uma m\u00e1quina da chamada escala “exa” consumiria eletricidade equivalente a 200 mil casas, podendo custar mais de US$ 20 milh\u00f5es anuais em opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Por esse motivo, cientistas que planejam a constru\u00e7\u00e3o dessas m\u00e1quinas supervelozes est\u00e3o protelando enquanto esperam o surgimento de t\u00e9cnicas de computa\u00e7\u00e3o de baixo consumo de energia capazes de reduzir significativamente as exig\u00eancias de energia desse tipo futuro de computador.<\/p>\n

Desenvolver tais t\u00e9cnicas, no entanto, tem sido particularmente complicado porque praticamente todos os aspectos da proje\u00e7\u00e3o de computadores velozes consomem mais eletricidade e geram mais calor. Engenheiros de inform\u00e1tica acreditam agora que entre 2020 e 2023 deva aparecer a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de supercomputadores.<\/p>\n

Todavia, Krishna Palem, cientista da computa\u00e7\u00e3o da Universidade Rice, no Texas, cr\u00ea ter encontrado um atalho.<\/p>\n

Ele vem promovendo debates entre arquitetos da inform\u00e1tica argumentando que uma abordagem contr\u00e1ria \u00e0 intui\u00e7\u00e3o no projeto do computador \u2013 que ele prop\u00f4s originalmente para dar uma dura\u00e7\u00e3o maior \u00e0s baterias de smartphones \u2013 tamb\u00e9m pode ser empregada para construir supercomputadores mais velozes e que consumam menos energia.<\/p>\n

Palem afirma que seu m\u00e9todo oferece um caminho simples e direto para driblar o gargalo da energia. Ao tirar transistores usados para acrescentar exatid\u00e3o, seria poss\u00edvel cortar a demanda de energia de c\u00e1lculo e aumentar a velocidade do desempenho.<\/p>\n

Sua defesa do baixo consumo atraiu seguidores entre cientistas do clima. “C\u00e1lculos cient\u00edficos como a previs\u00e3o do tempo e do clima costumam ser inerentemente inexatos”, disse Palem. “N\u00f3s demonstramos que a utiliza\u00e7\u00e3o de t\u00e9cnicas de computa\u00e7\u00e3o inexatas n\u00e3o precisa degradar a qualidade da simula\u00e7\u00e3o do tempo”.<\/p>\n

Os modelos de previs\u00e3o do clima usam um conjunto imenso de equa\u00e7\u00f5es diferenciais para simular a intera\u00e7\u00e3o de f\u00edsica, movimento de fluidos e qu\u00edmica. Para criar os modelos, os cientistas transformam o mundo em uma grade tridimensional e calculam as equa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Os atuais modelos de clima usados com supercomputadores t\u00eam c\u00e9lulas com tamanho de quase cem quil\u00f4metros, representando o clima daquela \u00e1rea da superf\u00edcie da Terra. Para prever com maior exatid\u00e3o o impacto a longo prazo da mudan\u00e7a clim\u00e1tica ser\u00e1 necess\u00e1rio encolher o tamanho da c\u00e9lula para apenas um quil\u00f4metro. Tal modelo exige mais de 200 milh\u00f5es de c\u00e9lulas e quase tr\u00eas semanas para computar uma simula\u00e7\u00e3o de mudan\u00e7a clim\u00e1tica ao longo de um s\u00e9culo.<\/p>\n

Para Palem, sua abordagem inexata \u00e9 mais adequada para a previs\u00e3o do clima e do tempo porque suas amplas grades de c\u00e9lulas que calculam separadamente efeitos locais, tais como forma\u00e7\u00e3o de nuvens, vento, press\u00e3o e outras vari\u00e1veis, podem ser calculadas sem grande precis\u00e3o.<\/p>\n

“Eu vejo a proposta como uma ferramenta necess\u00e1ria que precisamos agora para fazer a ci\u00eancia avan\u00e7ar”, declarou Tim Palmer, f\u00edsico do clima da Universidade de Oxford. “N\u00e3o podemos fazer um experimento de laborat\u00f3rio com o clima. Temos de recorrer a esses modelos que tentam codificar a complexidade do clima e, hoje, somos limitados pelo tamanho dos computadores.”<\/p>\n

Palem afirma que as tecnologias utilizadas para construir os atuais supercomputadores ser\u00e3o caras demais para criar um computador capaz de processar um bilh\u00e3o de bilh\u00f5es de c\u00e1lculos por segundo \u2013 um exaflop. Em vez disso, ele defende que computar a velocidade do aquecimento pode ser poss\u00edvel com um novo tipo de computador que usaria chips de baixo consumo para resolver parte do problema.<\/p>\n

Ele descreve essa abordagem como computa\u00e7\u00e3o “inexata”. “\u00c9 uma forma de computar com baixo consumo de energia.”<\/p>\n

A meta declarada dos engenheiros que est\u00e3o tentando projetar um computador na escala exa \u00e9 ficar dentro de um or\u00e7amento de energia de 30 megawatts. Contudo, Andreas Bechtolsheim, projetista de redes e computadores de alto desempenho, observou que com a tecnologia atual, seria necess\u00e1rio decuplicar o desempenho dos atuais projetos mais eficazes.<\/p>\n

Palem vem pedindo ao mundo da inform\u00e1tica para se afastar de seu romance com a precis\u00e3o h\u00e1 mais de uma d\u00e9cada. H\u00e1 pouco tempo ele conseguiu aliados entre os climatologistas, tais como Palmer, que na publica\u00e7\u00e3o “Naturerecently” conclamou a comunidade climatol\u00f3gica \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um esfor\u00e7o internacional para construir uma m\u00e1quina veloz o bastante para resolver quest\u00f5es b\u00e1sicas sobre a velocidade do aquecimento global.<\/p>\n

“Astr\u00f4nomos e f\u00edsicos de alta energia sabem h\u00e1 muito tempo que a coopera\u00e7\u00e3o internacional \u00e9 fundamental para concretizar a infraestrutura de que necessitam para fazer ci\u00eancia de vanguarda. Est\u00e1 na hora de reconhecer que a previs\u00e3o do clima \u00e9 ‘ci\u00eancia grande’ de um n\u00edvel similar”, ele escreveu.<\/p>\n

A iniciativa de Palem recebeu alguma ajuda no m\u00eas passado quando ele foi premiado com uma bolsa de estudos da Funda\u00e7\u00e3o Guggenheim para apoiar a pesquisa com computa\u00e7\u00e3o de baixo consumo de energia para a previs\u00e3o do clima.<\/p>\n

Entretanto, nem todos est\u00e3o convencidos de que sua arquitetura computacional ser\u00e1 aplic\u00e1vel.<\/p>\n

“A computa\u00e7\u00e3o inexata funciona bem para aplica\u00e7\u00f5es m\u00f3veis em que a consequ\u00eancia de escolher erradamente \u00e9 baixa. Para problemas importantes, em que os resultados inexatos poderiam levar uma ponte a ser mal calculada ou a conclus\u00f5es err\u00f4neas sobre os mecanismos do clima, a inexatid\u00e3o \u00e9 problem\u00e1tica”, afirmou John Shalf, chefe do departamento de Ci\u00eancias da Computa\u00e7\u00e3o do Laborat\u00f3rio Nacional Lawrence Berkeley.<\/p>\n

Palem e Palmer est\u00e3o tentando superar essas obje\u00e7\u00f5es. No come\u00e7o do ano, durante confer\u00eancia de inform\u00e1tica t\u00e9cnica na Europa, eles apresentaram um estudo segundo o qual eles podem reduzir acentuadamente a necessidade energ\u00e9tica sem comprometer a exatid\u00e3o da simula\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Para Palmer, a defesa do investimento necess\u00e1rio n\u00e3o requer explica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

“\u00c9 uma quantidade corriqueira de dinheiro quando se pensa no impacto clim\u00e1tico na casa dos trilh\u00f5es de d\u00f3lares. Na verdade, \u00e9 uma quest\u00e3o existencial. Se em uma das pontas do espectro n\u00f3s podemos ajustar, na outra ponta, n\u00e3o vamos sair se n\u00e3o cortarmos as emiss\u00f5es na pr\u00f3xima d\u00e9cada.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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