Supercomputadores na mira da indústria
Petroleiras e prestadoras de serviço ampliam capacidade de processamento para lidar com crescente volume de dados
A Petrobras está investindo no aumento de sua capacidade de processamento geofísico. Como parte do projeto – que almeja um crescimento de 1.500% entre 2018 e o ano que vem – a companhia começou a operar em março, no Rio de Janeiro, o maior supercomputador da América Latina.
Batizado como Fênix, o equipamento conta com uma unidade central com mais de 48 mil núcleos e capacidade para processar 1,8 mil teraflops, multiplicando por cinco a capacidade de processamento de dados da petroleira.
A Petrobras pretende comprar pelo menos três novos supercomputadores até o final de 2020. Em abril, a companhia lançou uma concorrência para a aquisição de um equipamento, além de treinamento de pessoal especializado e serviços de manutenção.
O aumento da capacidade ajuda a melhorar o processamento de dados de geoengenharia (geofísica, geologia e engenharia de petróleo) pela aplicação de algoritmos matemáticos de alta complexidade, gerando imagens com melhor definição e resolução do subsolo das bacias sedimentares.
O crescente foco das atividades exploratórias no pré-sal é um estímulo a mais para o investimento, viabilizando maior assertividade dos projetos e diminuição de riscos.
"Praticamente todas as áreas de pesquisa do setor utilizam supercomputadores, mas a maior parte do esforço se concentra na exploração, com o imageamento sísmico, e na produção, para a simulação de reservatórios" explica o professor Álvaro Coutinho, coordenador do Núcleo Avançado de Computação de Alto Desempenho (Nacad) da Coppe/UFRJ.
No Brasil, o avanço no processamento de dados está diretamente ligado a colaborações da indústria com universidades federais que apoiam as pesquisas do setor de petróleo. A Coppe, por exemplo, abriga o supercomputador Lobo Carneiro, adquirido recursos da Petrobras. Com 226 teraflops de capacidade, o aparelho apoia 70 projetos e tem 200 usuários, acumulando atuação em mais de 195 mil processamentos.
Também em parceria com a estatal, a Universidade Federal Fluminense (UFF), em Niterói (RJ), desenvolveu um projeto para identificar áreas mais propensas a descobertas de petróleo por meio de ondas acústicas capturadas no subsolo. Para isso, foi necessária a realização de trilhões de cálculos via computação paralela (Compute Unified Device Architecture – Cuda), com cálculos simultâneos.
Já a Universidade Federal do ABC Paulista (UFBAC) tem dois supercomputadores que desenvolvem trabalhos em química, física e engenharia de materiais, com estudos de propriedades de átomos e moléculas de compostos sólidos e líquidos. As máquinas darão suporte a uma pesquisa da ANP lançada em 2018 com foco na formação de recursos humanos nas áreas de óleo e gás e biocombustíveis. Com cerca de 30 teraflops de capacidade e 2,4 mil núcleos, elas foram compradas com recursos da Finep e Fapesp.
Para aumentar sua capacidade de armazenamento de dados digitais, a Superintendência de Dados Técnicos da ANP adquiriu uma solução que lida com dados de sísmica, tomografias computadorizadas de amostras e dados digitais de poços de grandes dimensões (da ordem de gigabytes a terabytes), em um modelo similar a uma "nuvem".
"A superintendência vem há anos estudando alternativas de armazenamento que minimizem os custos e ofereçam segurança e desempenho para os dados técnicos de E&P gerados no Brasil e recebidos e armazenados pela agência", explicou a ANP, via assessoria de imprensa.
A tecnologia foi desenvolvida pela IBM, responsável pela criação do supercomputador mais potente da indústria de óleo e gás, de acordo com a lista Top500.org. O Pangea III começou a operar este mês para a petroleira francesa Total, com mais de 291 mil núcleos e capacidade máxima de 17,8 mil teraflops.
Projetos no Brasil foram um dos motivos da operadora francesa para ampliar sua capacidade de processamento, que hoje totaliza 31,7 petaflops, o equivalente a 170 mil laptops juntos.
"Novos algoritmos podem processar enormes quantidades de dados com precisão, maior resolução e ajudar a localizar de maneira mais confiável hidrocarbonetos. Isso é especialmente útil em ambientes geologicamente complexos com recursos abaixo da camada de sal, como no Brasil, Golfo do México, Angola e no Leste do Mediterrâneo," explicou a Total ao apresentar o novo equipamento.
A prestadora de serviços sísmicos PGS já vislumbra a possibilidade de, no futuro, apoiar atividades exploratórias com o uso de computadores quânticos, que analisam o comportamento de objetos em nível atômico. A companhia acredita que as capacidades de "machine learning" desses equipamentos ajudariam a processar problemas complexos em menores frações de tempo.
Hoje, computadores quânticos são usados ??para simular e entender processos químicos e propriedades de materiais, aplicando criptografia, segurança digital e inteligência artificial no processamento de dados de forma mais eficiente.
"Um computador quântico com apenas 100 qubits (bits quânticos) seria, teoricamente, mais poderoso que todos os supercomputadores do planeta juntos, e algumas centenas de qubits poderiam realizar mais cálculos instantaneamente do que átomos no universo conhecido", defende a PGS.
Hoje, o supercomputador operado pela PGS, o Abel, já está entre os 50 maiores do mundo. Localizada nos Estados Unidos, a máquina tem 146 mil núcleos e capacidade de processamento de 4 mil teraflops.