24/03/2026
Desde a previsão das mudanças climáticas até o planejamento urbano, a supercomputação se tornou uma ferramenta-chave para a ciência e a sociedade. Sergi Girona, CIO do Barcelona Supercomputing Center, explica por que seu impacto ainda está só começando.
A supercomputação nasce no âmbito científico, por uma necessidade muito concreta: executar tarefas e resolver problemas que um único computador não pode enfrentar de maneira eficiente Sergi Girona, responsável pela infraestrutura tecnológica do Barcelona Supercomputing Center (BSC).
“Quando você tem sistemas complexos, com muitas incógnitas ou enormes volumes de dados, o que faz é dividir o problema em partes pequenas e distribuí-las entre diferentes processadores”, explica. Dessa forma, cada um resolve sua parte, mas como “as partes não são independentes”, acabam trocando informações e, dessa interconexão, nasce a supercomputação.
“Ramón y Cajal foi um grande pesquisador, mas seu trabalho só foi possível porque tinha ferramentas que permitiam ver as células, grandes equipamentos. Os supercomputadores cumprem exatamente essa função: permitem fazer simulações muito mais detalhadas da realidade”, explica.
Uma tecnologia em constante evolução
As primeiras capacidades de supercomputação existem desde os anos oitenta e noventa e, desde então, sua evolução tem sido constante. Na Espanha, o marco tecnológico ocorreu em 2004, com a criação do Centro Nacional de Supercomputação, com sede em Barcelona, responsável tanto por pesquisar quanto por oferecer serviços de cálculo avançado à comunidade científica.
Dois anos depois, em 2006, deu-se um passo fundamental com a criação da Rede Espanhola de Supercomputação (RES), com o objetivo de estruturar o acesso a recursos de computação de menor escala aos pesquisadores, reservando assim as grandes máquinas para os problemas mais exigentes. “Com um comitê de acesso único, os pesquisadores podem solicitar acesso e recebem os recursos mais adequados”, explica Girona, responsável por coordenar os diferentes nós da RES.
Esse modelo foi replicado em nível europeu em 2010, quando surgiu o PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), uma iniciativa para coordenar os grandes centros de supercomputação do continente. E em 2018 chegou o salto definitivo com o EuroHPC, uma iniciativa pública europeia da qual participam mais de 35 países e que reúne as grandes máquinas do continente. O MareNostrum, o supercomputador do BSC, faz parte dessa rede europeia, enquanto abaixo dela se organiza a Rede Espanhola de Supercomputação.
Um apoio multidisciplinar
Sergi Girona explica que o acesso à supercomputação está aberto a todas as áreas científicas. Inicialmente, era utilizada em áreas como física, matemática, química ou astrofísica, mas com a incorporação de serviços de inteligência artificial, tornou-se muito mais acessível e se expandiu para campos como sociologia, demografia ou ciências políticas, sem abandonar as disciplinas clássicas.
O BSC e o Centro Nacional concentram-se em quatro áreas de pesquisa:
- Design de computadores e chips, buscando a independência tecnológica europeia.
- Ciências da Terra, com aplicações como mudanças climáticas, qualidade do ar e poluição urbana.
- Ciências da vida, incluindo genômica, proteínas, medicina personalizada e simulação de órgãos.
- Engenharia, que abrange energia (eólica, nuclear, fusão e fissão), transporte, modelagem de voo e outros sistemas complexos.
O especialista destaca que a supercomputação tem um impacto direto na sociedade e pode medir a qualidade do ar, analisar a saúde pública, otimizar tratamentos médicos, planejar cidades ou melhorar a eficiência energética.
“Os alertas de alta poluição e as recomendações de compartilhamento de veículos são feitos com simulações em HPC”, afirma. Na medicina, os exemplos podem ser decisivos. “Podemos simular como um stent será colocado em uma artéria antes da operação e verificar se o fluxo sanguíneo será suficiente”.
Características de um supercomputador
Do ponto de vista técnico, um supercomputador funciona dividindo os problemas em muitas partes pequenas que são processadas em paralelo. Sua potência é medida por vários fatores: o número de unidades de computação (CPU e GPU), a memória e a rede de interconexão.
“As CPU são processadores de uso geral e as GPU atuam como aceleradores, especialmente utilizadas em cálculo científico e inteligência artificial”, explica Girona. Para alcançar grande capacidade, são utilizados milhares de nós, cada um com muitos núcleos e memória. No BSC, por exemplo, há um supercomputador com 6.480 nós, cada um com 112 núcleos e 256 GB de memória, o que confere uma enorme capacidade total.
Para que tudo funcione como um único sistema, é essencial uma rede de comunicação ultrarrápida, com alta largura de banda e latência muito baixa. “Cada nó está conectado a uma rede de 200 gigabits por segundo, com latências de microssegundos”, explica. Tudo isso concentrado em um centro de dados de apenas 900 metros quadrados, com um consumo entre 8 e 9 megawatts.
Essa grande densidade de cálculo implica alto consumo energético e exige sistemas avançados de refrigeração, baseados em refrigeração líquida por água, em circuitos fechados e com reaproveitamento de energia.
Ciberataques e segurança
Como qualquer infraestrutura crítica, o BSC é alvo de ciberataques. “São constantes”, reconhece Girona, embora destaque que não são muito diferentes dos que afetam bancos ou administrações públicas, embora às vezes o interesse seja maior devido ao tipo de pesquisa realizada.
Os protocolos de proteção também não são excepcionais e, como a conexão do supercomputador com o exterior é limitada, os riscos são reduzidos. O centro espanhol segue as políticas de segurança do CNI, do Centro Nacional de Segurança e da RedIRIS, que permitem um monitoramento constante das conexões.
Em maio de 2020, vários supercomputadores europeus tiveram sua integridade comprometida por cibercriminosos que utilizaram credenciais de acesso roubadas para assumir o controle dos sistemas. Esses incidentes, que se repetiram em anos posteriores e cuja motivação não está definida com provas públicas, não causaram perdas irreparáveis.
“O impacto principal foi a perda de tempo”, afirma Girona. As máquinas foram isoladas, a intrusão foi analisada e a atividade foi retomada. “Não trabalhamos com fins comerciais. Se a ciência que sairia em cinco anos se atrasa dois dias, não faz diferença”, resume.
O futuro: IA e computação quântica
Para o especialista, o potencial da supercomputação é contínuo e está longe de se esgotar. Quanto à sua evolução, a inteligência artificial já está totalmente integrada, principalmente por meio do desenvolvimento de software e ferramentas adequadas. O próximo desafio é a computação quântica: há vários anos, o BSC vem experimentando sua integração em sistemas de HPC.
“Não acreditamos que ela substituirá os computadores clássicos”, esclarece Girona, “mas pode resolver partes muito específicas de certos problemas”. Por enquanto, são experimentos, mas indicam o caminho de uma tecnologia que, assim como a supercomputação, promete continuar ampliando os limites do possível.
“O objetivo da supercomputação é fazer ciência, mas a ciência termina onde começa a transferência de tecnologia, que é quando as empresas adotam esses desenvolvimentos”, conclui.
Este artigo teve a colaboração de…
Sergi Girona é diretor de operações do Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputação (BSC-CNS) há mais de vinte anos e coordenador da RES.
O BSC-CNS é o centro nacional de supercomputação da Espanha, especializado em computação de alto desempenho (HPC) e responsável pelo supercomputador MareNostrum, um dos mais potentes da Europa. Fundado em 2005, oferece serviços de HPC à comunidade científica internacional e à indústria, promovendo a competitividade em ciência e engenharia.
O centro participa ativamente de iniciativas europeias de supercomputação, incluindo PRACE e EuroHPC, e gerencia a Rede Espanhola de Supercomputação (RES). Sua equipe multidisciplinar desenvolve pesquisa em cinco áreas: Ciências Computacionais, Ciências da Vida, Ciências da Terra, Aplicações Computacionais em Ciência e Engenharia, e Ciências Sociais e Humanidades Computacionais.
O BSC-CNS combina instalações de ponta com programas de colaboração com a UE, a Espanha e empresas líderes, consolidando-se como uma referência internacional em e-Ciência e atraindo talentos do mundo todo.
