SILVIO MEIRA

40 anos de LEI de MOORE: CRAY, NVIDIA e INTEL

há 40 anos, exatos, a CRAY vendia seu primeiro supercomputador, o maior de 1977, capaz de 160 MFLOPS. pra você que não é de computação, MFLOPS é o acrônimo, em inglês, para million floating point operations per second, ou milhões de operações sobre números reais (em oposição a inteiros) por segundo. pra época, era um absurdo. inclusive porque o CRAY-1A era compacto e leve [só pesava cinco e meia toneladas!…] em relação aos supercomputadores anteriores, e só consumia 115kW.

pra comparar capacidades computacionais, a máquina que criou o conceito de supercomputador, e que dominou a década de 60, o CDC6600, fazia míseros 3 MFLOPS. e olhe lá.

em números atuais, isso é uma piada: o supercomputador que faz uso mais eficaz de energia, hoje, é um NVIDIA SATURNV, capaz de 9462,1 MFLOPS/W [consumindo 349.5 kW]. é certo que a comparação não é tão direta assim, mas nosso CRAY-1A entregava 1,4 MFLOPS/kW, algo como 6.758.571 vezes menos eficaz do que o supercomputador mais “verde” que temos no momento. não pense que a CRAY desapareceu; a empresa continuou depois da morte do fundador, seymour cray, em 1996, é listada na bolsa e faz o segundo supercomputador de maior eficiência energética do planeta, o CRAY XC50, capaz de 7453,5 MFLOPS/W [consumindo 1312 kW].

o CRAY-1A custaria, a dinheiro de hoje, aproximadamente US$32 milhões. e seu formato era revolucionário, pra época. a foto de um que está preservado na CRAY, como há 40 anos [sem as placas que cobriam os cabos de conexões internas…] é mostrada a seguir.

a LEI de MOORE não é uma “lei” da física, mas da engenharia. um grande conjunto de fatores entra em jogo para conseguir a performance computacional por energia que se tem hoje. a “observação de moore” dizia, originalmente, que o número de transistores em um circuito integrado dobraria a cada dois anos. genericamente, pode-se estender a “lei” para afirmar que a capacidade e/ou performance computacional dobram a cada dois anos, mais ou menos, pelo mesmo preço.

se a gente resolver comparar 40 anos de MFLOPS/W, será que a lei “funcionou” no tempo entre entre o CRAY-1A e o NVIDIA SATURNV? dobrar a performance em MFLOPS/W a cada 2 anos daria uma melhoria de pouco mais de um milhão de vezes no período. olhando estas duas máquinas e seus tempos, a performance, medida em MFLOPS/W, dobrou a cada 1 ano e 9 meses. até aqui, em computação por energia consumida, moore vai bem. muito bem.

especialmente se a gente comparar o que a intel acaba de anunciar, o Core i9 Extreme Edition, um chip que consome 140W, tem 18 unidades de processamento [cores] e custa US$1.999. segundo o fabricante, o  i9-7980XE passa de um TERAFLOPS, ou um trilhão de operações de ponto flutuante por segundo. pra você botar na sua mesa. se fosse um computador inteiro [e é claro que não é… e a comparação é vaga] este i9 faria 7.143 MFLOPS/W, em cima da bancada, e ganharia o terceiro lugar na lista dos supercomputadores mais verdes do mundo, logo atrás do novo brinquedo da CRAY que citamos acima. sem falar que já aparece entre as máquinas que também entregam os teraflops mais baratos do mundo; a estimativa para o NVIDIA SATURNV é de US$3.390/teraflops.

se você quiser saber, se desse pra juntar um monte de CRAY-1A pra fazer o equivalente a 1 TERAFLOPS… lá na década de 70, o preço por cada teraflops seria perto de redondos US$200 bilhões. umas 59 milhões de vezes mais caro do que a máquina da NVIDIA. daí, se a gente botar o pelo mesmo preço lá da observação de moore na comparação, aí é que estamos bem, hoje, mesmo…

a vasta maioria dos sinais que temos é de que o número de TERAFLOPS por chip vai continuar crescendo por muitos anos, o preço por TERAFLOPS vai continuar caindo e a quantidade de MFLOPS/W, subindo. e numa velocidade, até aqui e por algum tempo, dentro, acima ou muito acima do que moore previu. lá das nuvens, o grande arquiteto e engenheiro de hardware deve estar sorrindo.

 

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Silvio Meira é cientista-chefe da TDS.company, professor extraordinário da CESAR.school e presidente do conselho do PortoDigital.org

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