Poli-USP implementa cluster de alto desempenho

A Poli-USP (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) implementou juntamente com a Versatus HPC um cluster de alto desempenho da Dell Technologies, para ser utilizado dentro do projeto STMI do programa de Geofísica do RCGI (Research Centre for Gas Innovation).

O projeto de implementação do cluster, que teve início em 2018, tem como objetivo principal desenvolver a plataforma computacional que permitirá que um conjunto de tecnologias de software para simulação numérica e solução de problemas de inversão, com foco específico em aplicações em processamento sísmico, rode com o máximo desempenho.

“Me sinto muito honrado por fazer parte deste projeto”, afirma Joaquim Merino, líder de projetos em HPC da Dell Technologies. “Com nossas soluções, produtos e serviços permitimos que mais pessoas, empresas e pesquisadores tenham acesso a Computação de Alto Desempenho (HPC), a Dell Technologies proporcionou que esta importante ferramenta científica tornar-se acessível a todos”, completou.

“Estão sendo desenhadas e implementadas linguagens de programação de alto nível, possibilitando que estas tecnologias sejam capazes de reduzir o tempo necessário para o desenvolvimento de códigos de simulação e inversão de anos para dias.”, explica o Prof. Dr. Bruno S. Carmo, vice-diretor científico do RCGI e coordenador de projeto STMI. “Assim, geofísicos usarão seus conhecimentos específicos para desenvolver e avaliar rapidamente novos algoritmos para obtenção de imagens de regiões geologicamente desafiadoras”, completa o especialista.

A utilização dessa solução também tem como foco atingir um maior nível de automatização na discretização espacial do domínio, por meio da geração e adaptação de malhas, que é uma tarefa que atualmente consome muitas horas de trabalho humano. O objetivo é atingir um estágio onde, fornecidos dados do campo de velocidade, uma malha adequada seria gerada de forma totalmente automática, reduzindo a interferência humana a casos excepcionais.  Por fim, modernas tecnologias de compiladores serão empregadas para gerar códigos altamente otimizados para plataformas de computação que irão de supercomputadores a sistemas na nuvem.

“Antes da implementação houve um extenso trabalho de arquitetura e consultoria, conversando e levantando informações com todos os integrantes do RCGI e até com especialistas da Shell”, ressalta Eiji Kawahira, customer and product development team da Versatus HPC. “Sabendo quais eram as principais cargas de trabalho e tipos de cálculo que seriam executados, foi desenhado uma arquitetura de cluster HPC e storage de arquivos paralelos específicos para o RCGI”, completa.

A implementação do cluster foi realizada em duas etapas: 

1. Instalação física e elétrica dos equipamentos, seguido da instalação do stack de softwares base da Versatus HPC - esta fase é feita com o  OpenCATTUS, um orquestrador de cluster desenvolvido e mantido pela Versatus. Com ele, é feita a provisão do Head Node (nó de controle) e os Compute Nodes (nós de cálculo) são gerenciados. Após esta fase, os equipamentos em conjunto já são um cluster HPC completo e funcional. 
2. Instalação das aplicações cientificas – esta etapa é um dos grandes diferenciais da Versatus HPC, onde é realizada a instalação das aplicações que os usuários utilizarão. Finalizado este passo, entrega-se um cluster HPC pronto para as pesquisas serem iniciadas. 

“A Versatus atua em HPC há mais de 10 anos com forte atuação em áreas de Materiais, Química e Bioinformática. Este projeto, que é ligado à pesquisa no mundo de Óleo e Gás, é um marco e atesta nossa capacidade de consultoria, implementação e suporte nesta vertical”, avalia Kawahira.

O cluster possibilitou o acesso a uma diversidade de hardware de última geração aos pesquisadores do grupo, que podem realizar pesquisa de ponta em nível mundial. Esse fato recoloca a Poli no cenário mundial de computação de alto desempenho aplicada a problemas de engenharia, incluindo o setor de óleo e gás. Atualmente, mais de 60 pesquisadores de diversas unidades da USP utilizam o equipamento.

O nome Mintrop é uma homenagem a Ludger Mintrop (18 de julho de 1880 - 1 de janeiro de 1956), um geofísico e engenheiro de minas alemão. Mintrop é considerado o inventor do método sísmico para exploração de hidrocarbonetos e minerais (Patente 1916), por meio do método de refração sísmica.

“O Mintrop já oferece bons resultados, mesmo rodando há poucos meses. Está sendo muito importante contar com o apoio da Versatus no serviço de gerenciamento e instalação de softwares, tem sido um serviço de alta qualidade e estamos vendo que o cluster tem ótimo desempenho. Certamente não teríamos a mesma performance se estivéssemos responsáveis por fazer esse ajuste”, pontuou o Prof. Dr. Bruno S. Carmo.