O que é a Computação Avançada?

É um conjunto de recursos computacionais e tecnológicos de elevado rendimento e processamento, que facilitam a cooperação, o progresso e a partilha de conhecimento. Centra-se numa infraestrutura de supercomputação e num leque de modelos computacionais ao serviço da investigação e inovação; desenvolvida por pessoas de elevado valor com fortes competências informáticas avançadas; e necessita da implementação de uma info-estrutura de políticas públicas para preencher a lacuna entre as infraestruturas e as pessoas, de forma a promover a criação de serviços e software de elevado valor.

Modelos computacionais

  • HPC
  • HTC
  • Cloud Computing
  • Quantum Computing

HPC – High Performance Computing

Cada arquitetura HPC [1] consiste dos seguintes elementos:

  1. Um conjunto de nós de computação (compute nodes) que operam conjuntamente e dedicados temporariamente a uma única aplicação, que no seu conjunto conseguem executar pelo menos 40 x 10^12 [[2]] operações de virgula flutuante, fortemente dependentes entre si, em cada segundo, executadas em microprocessadores genéricos, não especializados [[3]].
  2. Um sistema de ficheiros acessível a partir de cada compute node a um débito partilhado de pelo menos 40 Gbps [[4]] com múltiplos fluxos de acesso simultâneos [[5]] em cada compute node.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/HPC [2] 40 Tera-FLOP [3] Exemplo de uma classe de processadores especializados são os GPU [4] 1Gbps= 1 Giga bit per second [5] File system paralelo, como Lustre ou BeeGFS

HTC – High Throughput Computing

Cada arquitetura HTC [1] consiste dos seguintes elementos:

  1. Um conjunto de nós de computação (compute nodes) distribuídos [[2]] ou concentrados, normalmente partilhados entre várias aplicações, em modo de virtualização ou contentorização.
  2. Um sistema de ficheiros acessível a partir de cada compute node.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/High-throughput_computing [2] Por vários datacenters geograficamente distribuídos

Cloud Computing

Cada arquitetura Cloud Computing[1] consiste dos seguintes elementos:

  1. Um conjunto de nós de computação (compute nodes) partilhados por vários utilizadores e aplicações, disponibilizados em sistema de self-service com quotas máximas, através de uma camada de software de virtualização em cloud computing IaaS [[2]].
  2. Os servidores virtuais (VM – Virtual Machines) disponibilizados, acederão a disco virtual através de devices locais, ou montando um sistema de ficheiros remoto.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing [2] Consultar definição de cloud IaaS em  https://csrc.nist.gov/publications/detail/sp/800-145/final

Quantum Computing

A computação quântica está entre as tecnologias de maior alcance e desafio. Baseada em bits quânticos que podem ser zero e um ao mesmo tempo e correlações instantâneas entre os dispositivos, um computador quântico atua como um dispositivo paralelo massivo com um número exponencialmente grande de cálculos que ocorrem todos ao mesmo tempo. Já existem muitos algoritmos que investem nesta modalidade computacional, o que permitirá resolver problemas que mesmo os supercomputadores clássicos mais poderosos nunca resolveriam ou demorariam centenas de anos a resolver. Para saber mais consultar o “Quantum manifesto”