O Tupã manja de trovões, chuvas, furacões, tornados, poluição e por aí vai. Crédito: Felipe Larozza/VICE

O Supercomputador Tupã Traz Más Notícias Sobre as Chuvas em São Paulo

Visitamos o supercomputador brasileiro dedicado a previsões meteorológicas e trazemos notícias: a chuva ainda tarda a chegar.

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14 Outubro 2014, 3:57pm

O Tupã manja de trovões, chuvas, furacões, tornados, poluição e por aí vai. Crédito: Felipe Larozza/VICE

Eu acredito no grande Tupã. Em sua onipotência, ele consome cerca de um megawatt de energia elétrica e, em sua onisciência, ele consegue prever incontáveis fenômenos que acontecem entre o céu e a terra. Ele só não é onipresente porque não pode ser acessado de qualquer computador ligado à internet. O Tupã em que eu acredito é o supercomputador brasileiro usado para previsões meteorológicas que, assim como seu homônimo indígena, está por dentro do clima e avisa: a chuva só chega à Cantareira no fim de outubro.

Para descobrir isso, peregrinamos pelo interior de SP até Cachoeira Paulista – pouco depois de Aparecida do Norte. A cidade guarda o Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE), onde o Tupã ocupa 100 m² em uma sala cujos ruídos são tão irritantes quanto um trovão. "Esse tipo de máquina é operacional. Ela precisa trabalhar e entregar um produto. É uma linha de produção", me disse disse Luiz Flávio Rodrigues, o Chefe da Equipe de Supercomputação.

Os armários com processadores do Tupã. Crédito: Felipe Larozza/VICE

Vinculado ao INPE desde 1982, o físico e cientista da computação Luiz é o chefe do quase sacerdócio responsável por monitorar o Tupã. "Todo o sistema tem uma equipe disponível 24h. A máquina tem que funcionar 7 dias por semana", me contou ele enquanto mostrava a antessala repleta de telas, computadores e gente trabalhando em função da pedra-angular do centro. Graças a seu poder de fogo e precisão, o CPTEC é hoje a maior autoridade na previsão meteorológica na América Latina.

Segundo o Luiz, "o CPTEC recebe dados de navios, boias oceânicas, plataformas de coleta, sondas atmosféricas de balões e aviões e satélites". Cerca de 150 máquinas pré-processam essas informações que, uma vez mastigadas, são enviadas ao Tupã. "Esses dados vão pra dentro do supercomputador que roda os modelos de previsão de tempo, clima e poluição etc", explicou o especialista. "Modelos são programas de computador com milhares de linhas de código. São as equações que vão resolver a atmosfera."

O Luiz Flavio Rodrigues no meio do seu supercomputador. Crédito: Felipe Larozza/VICE

No Tupã, os processos físicos e químicos que ditam o tempo e o clima são simplificados em cálculos complexos cujos resultados são lidos ao menos duas vezes por dia. "Todos esses dados serão analisados por meteorologistas que vão produzir os boletins de previsão. Ele faz isso a partir do que dizem os modelos, mas também por meio de cartas sinóticas e da formação que tem. Eles traduzem aquilo em algo que é difícil de produzir no computador", me disse o Luiz enquanto mostrava alguns mapas animados.

De acordo com ele, o Tupã e toda sua gangue de humanos e máquinas são capazes de prever se a poluição gerada por uma queimada dentro da Floresta Amazônica pode se depositar no Rio de Janeiro ou em São Paulo — os chamados smoke rivers. Fenômenos comuns, como variáveis de clima e tempo, incidência e quantidade de chuva e diferenças de temperatura são parte da rotina do centro. "E tem produtos derivados, como hidrologia e recursos hídricos", completou o Chefe da Supercomputação.

Um dos sistemas de memória do Tupã. Crédito: Felipe Larozza/VICE

Embora tenha um nome pomposo para a função, o Luiz compara seu trabalho a um chefe de TI. Mas existe muita tecnologia da informação por trás de um sistema que utiliza e fornece dados com raio de precisão de 5 km da superfície terrestre – às vezes, em um mesmo ponto, mas em altitudes diferentes. "Tudo isso é computação pesada. O Tupã não é apenas um supercomputador. Ele é um sistema de armazenamento, um sistema de acesso e um conjunto de computadores de pré e pós-processamento", resumiu o Luiz.

As informações do Tupã ficam guardadas em três níveis de armazenamento, de acordo com o especialista. A primeira seção é dedicada a dados corriqueiros e, por isso, é ultra-rápida e tem 866 terabytes de memória. A segunda parte contem números de segunda prioridade em 3,84 petabytes de espaço. A última camada funciona com um braço robótico que coleta informações antigas. São oito mil fitas com dados desde 1994 em 6 petabytes de capacidade. "Os dados vão migrando entre as camadas com o tempo", explicou Luiz.

Em outro corredor estão os neurônios de sinapse do Tupã. São 30.528 núcleos de processamento divididos em 1.272 nós computacionais organizados em racks ou armários. "Cada nó é uma gaveta e toda máquina desse tipo tem a característica comum de queimar os nós frequentemente. Isso é natural pela quantidade de nós, mas nossa equipe sempre está pronta para trocas", explica Luiz. Isso acontece poucos dias do ano, momento em que apenas parte da máquina deixa de funcionar.

Os monitores do Tupã mostram quais processadores da máquina estão trabalhando. Crédito: Felipe Larozza/VICE

Em operação, o Tupã consome entre 500 Kw e 1 Mw mantendo-se em 21 graus Celsius. Além da refrigeração na sala, o computador tem um sistema de arrefecimento com gases e água. Enquanto isso, em outra sala, funcionam os servidores de conexão com a internet. Todo o sistema opera com redundância: se algo parar de funcionar, um substituto emergencial entra em ação. E tudo é gerenciado numa plataforma baseada em Linux, além de haver softwares produzidos no próprio INPE, como disse Luiz.

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No fim das contas, o Tupã realiza muitas contas. Ele faz 16,6 teraflops ou 166 trilhões de contas com números decimais a cada segundo. Esse valor é cinco vezes menor que a capacidade do Watson, o supercomputador sabichão criado pela IBM, e está bem abaixo do um quintilhão de flops do cérebro humano — que consome muito menos energia. Ainda assim, são marcas expressivas frente aos antepassados do supercomputador que já habitaram o CPTEC.

"A nossa primeira máquina veio em 1994. Ela tinha 3,2 gigaflops, algo mais ou menos equivalente a um PC hoje em dia", explicou Luiz. Assim como seu sucessor, essa máquina trabalhava num sistema conhecido como vetorial, em que vários cálculos eram realizados por pouquíssimos processadores. Em 2007 o CPTEC passou aos modelos massivamente paralelos, com um sumpercomputador capaz de executar muitas contas em muitos processadores. É o caso do Tupã, fabricado pela Cray e adquirido pelo INPE em 2010. 

Os gráficos mostram os picos de operação do Tupã: meio-dia e meia-noite. Crédito: Felipe Larozza/VICE

Nessa época, a máquina brasileira ocupava a 35ª posição no ranking dos supercomputadores de todo o mundo, lista em que imperam centros de meteorologia, universidades, órgãos governamentais e indústrias pesadas. Hoje, o Tupã amargura um 231º lugar, bem atrás do campeão da corrida. Esse título pertence ao chinês Milky Way 2, máquina 160 vezes mais veloz que nosso esforçado brasileirinho graças a seu sistema parrudo funcionando a base de GPUs — placas de processamento gráfico.

Quando descobri isso, me imaginei jogando Forza Horizon, Gears of War ou qualquer outro game no talo dentro de uma sala secreta chinesa, mas o Luiz acabou com meus sonhos. Ele disse que essas máquinas não funcionam para outros tipos de operação que não seus modelos. Isso tem barrado a chegada de um novo supercomputador ao CPTEC, cujos modelos são preparados para o sistema do Tupã. "As máquinas com esse processamento não servem pra gente agora, mas a gente está fazendo alguns testes", contou ele.

Enquanto seu sucessor não chega, Luiz e sua equipe cuidam do mais importante cacique da tribo. Segundo ele, já estão escassas as opções do dicionário de tupi guarani usado para nomear as máquinas subsidiárias ao todo poderoso Tupã. Incansável, ele segue fornecendo dados sobre o clima, mas, além de não fazer chover, ele tem limitações inerentes. Numa sala em que monitores com mapas dividem espaço com documentários de surfe, conversei com o Gustavo Escobar, coordenador de meteorologia do CPTEC, que me lançou a real.

O Gustavo Escobar me fez chorar largado quando disse que só ia chover no fim do mês. Crédito: Felipe Larozza/VICE

"Estamos num período seco em que realmente chove pouco, mas, se a estação chuvosa demorar um pouco mais, vai piorar a situação da Cantareira — que já está crítica desde o verão passado. Choveu pouco no verão. Isso não acontecia há mais de 50 anos e não foi previsto. Essa é uma limitação da própria meteorologia. Os modelos numéricos são ferramentas que servem para fazer previsões, mas são limitadas. A estação chuvosa começa no fim de outubro e vai até março, abril. A gente está vindo de uma situação muito crítica então todos estamos ansiosos. Vai ter que chover muito pra recuperar essa falta de chuva."

Gustavo é argentino torcedor do Racing. Chuto que é mais fácil seu time seguir os passos do San Lorenzo do Papa Francisco e levar uma Libertadores que a chuva dos próximos meses resolver o problema da água em São Paulo. É só uma aposta. Quem tem mais certeza é o Tupã.