Tecnologia ESG: como os supercomputadores podem colaborar para a eficiência energética mundial?

A economia energética e o uso de energias renováveis são temas frequentes quando falamos de formas de reduzir os impactos das mudanças climáticas no mundo. Essa eficiência energética é um desafio em um mundo cada vez mais centrado na informatização e no processamento de dados, ou seja, tecnológico. Atualmente, o consumo de energia dos datacenters representa em torno de 3% do consumo total de energia do mundo, e estima-se que chegue a mais de 1.000TWh até 2025.

Uma das soluções para reduzir o consumo de energia desses datacenters tem sido o uso de supercomputadores com sistemas acelerados de processamento de dados, como os GPUs (sigla para Graphics Processing Unit, ou Unidade de Processamento Gráfico), desenvolvidos pela Nvidia. A empresa é responsável pelo Pégaso, o supercomputador da Petrobras que se tornou o maior e mais ecoeficiente da América Latina. Quando estiver em funcionamento, o Pégaso terá um consumo máximo de 1,5 MW, valor equivalente ao consumo anual de uma cidade de 6.800 habitantes, como Santo Antônio do Pinhal (SP).

“Os antigos supercomputadores não tinham processador dedicado para executar tarefas muito complexas, e as empresas precisavam ter um parque tecnológico muito maior que os atuais porque a cada computador tinha apenas uma ou duas CPUs. Essas CPUs calculam dados no modo chamado computação serial, ou seja, cada processador é acionado de uma vez, o que demora e consome muita energia. Quando a Nvidia lançou o conceito de computação paralela, nós trouxemos hardwares, as GPUs com múltiplas cores que foram desenvolvidas para aceitar aquele comando de uma vez e distribuir o processamento em vários delas”, explica Marcio Aguiar, diretor da divisão Enterprise da Nvidia para América Latina.

GREEN COMPUTING

Esses novos sistemas atendem ao que é chamado de Green Computing, uma prática que engloba desde formas corretas de descarte de produtos eletrônicos, à economia de energia elétrica, de água, o uso de fontes de energia renováveis e também o uso mínimo de produtos que danifiquem o meio ambiente. Temas presentes agendas de ESG no que diz respeito ao meio ambiente.

Em 2005, foi criado o ranking Green500, referência em relação à eficiência energética de supercomputadores. Essas máquinas operam com altíssima velocidade de processamento e grande capacidade de memória. São usados para processamento paralelo, cálculos complexos e tarefas extensas e intensivas, que exigem na ordem de quatrilhões de cálculos por segundo, especialmente em temas ligados à meteorologia, geologia, medicina, óleo e gás e física.

“O interesse por supercomputadores sempre foi para aumentar o processamento e reduzir o consumo. Ele é chave. E vai chegar um momento em que empresas de menor porte também vão ter condições de adotar esses supercomputadores, porque hoje elas têm necessidade, mas acabam usando mais os conceitos de processamento na nuvem, por ser mais barato e acessível”.

A Green500 mudou a lógica de se medir a eficiência de um supercomputador, que antes era feita por meio das grandes velocidades (o TOP500 ranqueia essas supermáquinas com base no desempenho). Hoje, os supercomputadores são avaliados considerando a velocidade em relação à eficiência energética, somadas a métricas como fiabilidade, usabilidade e disponibilidade.

O Pégaso ocupa o 39º na lista. Tem poder de processamento de 21 Petaflops (termo usado na computação para designar Floating-Point Operations Per Second, ou seja, determina o desempenho de um computador, especificamente no campo de cálculos científicos). Isso equivale à soma de seis milhões de telefones celulares ou de 150 mil laptops modernos.

No caso da Petrobras, o ganho com essas supermáquinas não é apenas energético. A estatal usa softwares de empresas na área de óleo e gás que lhe permitem realizar mais simulações, trazendo economia de gastos e uma precisão maior para as operações e perfurações em poços de petróleo. “A Petrobras foi pioneira em apostar nessa computação paralela nas suas máquinas, e cada vez mais estão buscando novos supercomputadores, porque as demandas tecnológicas vão aumentando. Hoje trazemos conceitos de Inteligência Artificial para poder acelerar essa tomada de decisão. Isso traz um impacto não só energético, mas ambiental, de altíssimo valor”.

COMO ALCANÇAR A ECONOMIA DE ENERGIA

Para Aguiar, toda a economia de energia que pode ser alcançada com os supercomputadores passa pela implementação desses processadores mais rápidos. Por exemplo, na avaliação da Nvidia, os sistemas que estão no TOP500 exigem mais de 5 terawatts-hora (cada terawatt significa mil gigawatts) de energia por ano, ou US$ 750 milhões em energia, para operar. Um valor que poderia ser reduzido em mais de 80%, chegando a US$ 150 milhões se esses sistemas tivessem processamentos mais rápidos, com as GPUs, ou outra tecnologia.

Quando falamos em projetos de Inteligência Artificial, outro ponto em alta, as GPUs oferecem uma eficiência energética 42 vezes maior que as CPUs.

Se todos os servidores apenas com CPU executando IA do mundo fossem substituídos por sistemas acelerados por GPU, haveria uma economia impressionante de 10 trilhões de watts-hora de energia por ano. É o equivalente à energia que 1,4 milhões de lares consomem por ano.

“Quando se usa IA, em algum momento, a empresa vai ter que ter um supercomputador para processar esses dados de forma rápida. Empresas de outras verticais estão entendendo que precisam se atualizar, e não só tendo um computador à altura da necessidade de processamento gráfico ou de dados que ela tem que ter, mas também para reduzir esse consumo de energia”.

Um outro ponto que ganha força é o uso de energias renováveis para manter esses supercomputadores em funcionamento. “Já se fala muito no mercado de óleo e gás sobre energias renováveis e nós estamos desenvolvendo softwares para permitir que as empresas alcancem esse objetivo. O tema já está na pauta e depende muito de como as empresas querem se adequar a isso. Do nosso lado, continuamos a busca por novos conceitos para continuar alimentando essa grande quantidade de dispositivos que a gente usa hoje”.