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Na FEUP, há quem queira acelerar supercomputadores (e medicamentos também)

Investigadores da Universidade do Porto pretendem tornar os supercomputadores ainda mais rápidos. Nova ferramenta vai ser testada no desenvolvimento de fármacos e sistemas de navegação.

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Hugo Séneca

Antes de perguntar o que é que a indústria farmacêutica pode fazer pela informática talvez faça sentido perguntar o que é que a informática pode fazer pela indústria farmacêutica. E se alguém alguma vez colocar a questão é possível que chegue ao projeto ANTAREX – e também aos laboratórios da Faculdade da Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) que asseguram a gestão técnica deste projeto europeu que prevê acelerar os cálculos executados por supercomputadores no desenvolvimento de novos fármacos que, no limite, até podem ser desenhados à medida de cada pessoa.

«Estamos a desenvolver metodologias que vão permitir acelerar a computação, mas mantêm o consumo de energia em níveis razoáveis. O impacto é imenso. A aceleração (da computação) permite resolver problemas mais depressa. O que significa que todo o processo de desenvolvimento também vai ser mais rápido e o medicamento ficará disponível mais cedo», explica João Cardoso, investigador do Departamento de Engenharia Informática da FEUP.

João Cardoso acredita que a nova ferramenta possa permitir melhorias de 30% no processo de desenvolvimento de aplicações. «Prevê-se que a abordagem faculte compromissos entre desempenho e consumo de energia e reduza de 25 a 40% os requisitos energéticos mantendo a conformidade a nível de serviço», acrescenta.

A equipa da FEUP não está só no desenvolvimento de ferramentas que aceleram os cálculos de supercomputadores: no consórcio europeu encontram-se ainda o Politécnico de Milão, o INRIA de França, a ETH de Zurique, a Sygic, e DOMPÉ, IT4I e Cineca. As ferramentas desenvolvidas no projeto ANTAREX vão ser testadas nos centros de supercomputação da Cineca, em Itália, e da IT4i, da República Checa, com o propósito de melhorar o desempenho de algoritmos usados para o desenvolvimento de novos medicamentos e de soluções de navegação que recorrem a sistemas de cloud computing.

Na IT4i, os investigadores do projeto ANTAREX vão poder trabalhar com um sistema de 1.008 nós com uma capacidade de processamento de 2 PetaFlops (é o 43º supercomputador mais poderoso do mundo). No Cineca, há um supercomputador com 516 nós e 1,1 PetaFlops de processamento (130º lugar do ranking mundial da supercomputação).

Durante os três anos de investigação, os investigadores da FEUP deverão assegurar a coordenação técnica do desenvolvimento de ferramentas que permitem usar os códigos que já são usados para fazer os diferentes cálculos e gerar, de forma automática, códigos mais eficientes no processamento desses cálculos. Deste modo, os investigadores conseguirão criar uma ferramenta que pode ser aplicada a vários setores e indústrias que hoje recorrem à supercomputação, com o propósito de desenvolver novos produtos através de simulações.

«Esta ferramenta vai começar por processar aplicações em C e C++, mas queremos que, no futuro, possa também ser usada noutras linguagens de programação», explica João Cardoso, comparando a nova ferramenta aos compiladores que costumam ser usados nas diferentes aplicações.

Além das ferramentas que melhoram o desempenho dos supercomputadores, os investigadores que participam no ANTAREX contam usar a linguagem de programação LARA, que foi desenvolvida em parceria pela FEUP e o Imperial College, do Reino Unido num projeto anterior. A LARA vai funcionar como um complemento que indica como é que os códigos da aplicação usada numa simulação de supercomputador podem vir a ser melhorados. «A aplicação (que faz as simulações) passa a funcionar com o compilador e com a linguagem LARA para desenvolver um novo código mais eficiente», acrescenta o investigador da FEUP.

Além da rapidez e da eficiência, o ANTAREX não perde de vista o desenvolvimento de uma ferramenta que seja capaz de se adaptar às circunstâncias. João Cardoso dá o seguinte exemplo: ««um sistema de navegação que opere em cloud computing tem de ter em conta os dados de tráfego que recebe em tempo real. Toda esta informação torna mais complexo o processo de indicar os dois ou três melhores caminhos para chegar a um sítio. Além disso, o sistema tem de saber dar respostas rápidas aos condutores de automóveis que estão em movimento. O que significa que os algoritmos usados pelos supercomputadores devem conseguir adaptar-se a cenários que podem ser muito diferentes consoante a largura de banda, a energia consumida, os dados disponíveis ou a rapidez exigida à resposta», explica João Cardoso.

No final de 2016, o ANTAREX deverá ter concluído o primeiro protótipo de ferramenta de aceleração de supercomputadores. No final deste projeto de três anos, será feita uma análise quanto ao potencial comercial desta ferramenta e à eventual constituição de uma startup, prevê João Cardoso.