A Unicamp contribuiu para a quebra de um recorde na Supercomputing Conference 2014 (SC2014), ao participar de um experimento que utilizou equipamentos da Padtec – empresa de Campinas que possui muitos profissionais egressos da Universidade e mantém intensa atividade de pesquisa com a Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). O evento, realizado em Nova Orleans (EUA) entre 16 e 20 de novembro, reúne as mentes mais respeitadas na área de computação de alto desempenho e exibe o estado da arte em pesquisa e inovação relacionadas a redes, armazenamento, transmissão e análise de dados. 

O professor Darli Mello, do Laboratório de Comunicações Digitais (ComLab) e do Departamento de Comunicações (Decom) da FEEC, explica que empresas e instituições de pesquisa apresentam na Supercomputing o que há de mais avançado em supercomputação e que ali são quebrados vários recordes mundiais de transmissão e processamento de dados. “O evento conta há alguns anos com a participação da comunidade internacional de física de altas energias, que está envolvida em complexos experimentos sobre as propriedades fundamentais da matéria, realizados em gigantescos aceleradores de partículas. Cada experimento gera uma infinidade de dados que são processados e interpretados por cientistas espalhados ao redor do mundo.” 

O mais notável laboratório de física de partículas é o CERN (sigla mantida para a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear e referente ao renomeado Conselho Europeu de Pesquisa Nuclear), sediado em Meyrin, na fronteira franco-suíça. O CERN abriga o Grande Colisor de Hádrons (LHC, do inglês Large Hadron Collider), o maior e mais potente acelerador de partículas já construído, em um túnel de 27 quilômetros de circunferência e a 175 metros abaixo do solo, onde são obtidos dados sobre colisões de prótons ou núcleos de chumbo. 

O Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) lidera uma equipe internacional de físicos de alta energia, cientistas da computação e engenheiros de rede que apoia o programa do CERN há 20 anos. Participam desta rede dezenas de parceiros, dentre eles as universidades americanas de Michigan e de Vanderbilt, a canadense Victoria e, no Brasil, a Unesp e agora a Unicamp, bem como a RNP (Rede Nacional de Ensino e Pesquisa). Objetivo da equipe nesta edição da Supercomputing foi bater o recorde de transferência de dados usando o conceito de Rede Definida por Software (ou SDN, de Software Defined Network). 

Darli Mello participou da demonstração juntamente com o professor Christian Rothenberg, do Departamento de Engenharia de Computação e Automação Industrial (DCA), um dos principais nomes em SDN no país e também internacionalmente, e do doutorando Alaelson Jatobá, que chegou a Nova Orleans cinco dias antes da feira para ajudar na demonstração. “A análise dos dados gerados pelo LHC é bastante complexa e requer uma rede de comunicação igualmente complexa e avançada. Esta parte de tecnologia de redes é coordenada pelo professor Harvey Newman, do Caltech. O Brasil já tem forte presença nesta rede de física de altas energias através da Unesp, sob a coordenação do professor Sergio Novaes.” 

O pesquisador do Decom observa que o CERN é um dos grandes geradores de tráfego de dados do mundo e nestes experimentos surgem desafios interessantes para a área de comunicações: nesta Supercomputing, a proposta foi a utilização do conceito de SDN, que inclui uma inteligência centralizada coordenando os diversos elementos de rede por meio de software. “Desde 2012, a Padtec vem fornecendo a infraestrutura óptica (backbone), que é a espinha dorsal da rede, para esta demonstração. Desenvolvemos na FEEC, em colaboração com a Unesp e o Caltech, uma ferramenta para integrar os equipamentos da empresa ao controlador SDN.” 

Taxa de 1.4 terabits por segundo 
De acordo com Alaelson Jatobá, as mais renomadas empresas da área de supercomputação e várias universidades fizeram suas demonstrações contando com uma rede de alto desempenho interconectando todos os estandes da feira. Entretanto, uma rede isolada foi montada pelo Caltech, em parceria com a Universidade de Vanderbilt e o ICAir (International Center for Advanced Internet Research), formando uma infraestrutura em anel ligando esses três pontos dentro da feira – e interconectada com o CERN e redes educacionais de pesquisa e instituições de outras partes do mundo, incluindo o Brasil. 

Jatobá afirma que a equipe conseguiu uma taxa de transmissão de 1,4 terabits por segundo (o equivalente a 1.400 gigabits por segundo), ao passo que na edição anterior da Supercomputing a maior taxa ficou em pouco mais de 750 gigabits. “Vale destacar que falamos de taxa de transmissão sustentada (que conseguimos manter estável), e não de taxa de pico (que no nosso caso alcançou 1,5 terabits por segundo). Para oferecer uma ideia da quantidade de dados, apenas a conexão entre o Brasil e o Caltech, no momento da transferência, alcançou 40 gigabits por segundo. 

A Padtec apresentou no congresso o que possui de mais moderno em termos de computadores ópticos (ROADMs) e transponders (dispositivos para transmissão de sinais), capazes de transmitir a taxas de 100 gigabits por segundo e formando várias destas conexões para obter a marca dos 1,4 terabits por segundo. Os professores Dalton Soares Arantes e Max Henrique Machado Costa, que coordenam o ComLab e têm projetos em colaboração com a Padtec, contam que a empresa possui vasta expertise em redes ópticas de alta velocidade. 

“Hoje, um dos gargalos em supercomputação está em viabilizar uma rede de distribuição interligando multiprocessadores espalhados pelo mundo para que as pessoas trabalhem em alta velocidade”, diz Dalton Arantes. “A Padtec é uma spin-off da Fundação CPqD, que reúne em seu quadro muitos ex-alunos da FEEC, como o presidente Jorge Salomão Pereira, o diretor de Tecnologia Roberto Nakamura e vários engenheiros. A nossa parceria se iniciou por volta de 2007, estimulada por convênio tripartite no âmbito do Programa PITE da Fapesp. A Padtec é capaz de desenvolver equipamentos de alta tecnologia e competir efetivamente no mercado internacional, sendo apontada como a ‘Embraer’ das comunicações. O professor Harvey Newman, do Caltech, elogiou a participação brasileira e propôs uma renovada cooperação para a SC2015.”

Os nomes de todos integrantes da equipe, imagens e outros detalhes da participação na Supercomputing 2014 estão em https://supercomputing.caltech.edu/team.html