UPF é o primeiro Centro de Educação em Computação Paralela

A Universidade de Passo Fundo (UPF) foi selecionada, neste mês de julho, para integrar programa de uma das maiores desenvolvedoras de hardware do mundo, a empresa NVIDIA. Por meio de um convênio, a UPF passa a ser um dos 18 Centros de Educação em Computação Paralela (GPU Education Center Program) da NVIDIA no Brasil, que oferecerá suporte e recursos para estudo da tecnologia de processamento em GPU (Unidade de Processamento Gráfico). A Universidade poderá utilizar diferentes materiais da NVIDIA nas disciplinas e nos projetos de pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada (PPGCA), nos cursos de Ciência da Computação e de Engenharia de Computação da Instituição, e nas demais áreas do conhecimento que necessitem dessa tecnologia.

As GPUs são utilizadas em placas de vídeo e especializadas em processar gráficos em computadores pessoais. Sua capacidade de processamento é amplamente utilizada na indústria de games, de entretenimento e de design gráfico. Por terem uma estrutura de processamento paralelo, recentemente, empresas têm utilizado seu grande número de núcleos de processamento para aplicações em paralelo de computação científica, modelagem e simulação, e volumes massivos de dados.

O programa da NVIDIA é oferecido para instituições de ensino de todo o mundo. A UPF receberá três GPUs de alto desempenho: uma Tesla K40 Active e duas GTX Titan X, ambas com 12GB de memória dedicada. Essas placas, que custam aproximadamente 10 mil reais cada, são capazes de auxiliar pesquisadores e profissionais em aplicações que demandam de poder de processamento especializado. Elas têm uma capacidade de processamento que pode ser dez vezes maior que a oferecida por computadores pessoais, contribuindo para a otimização e a aceleração de aplicações. Essas placas precisam ser conectadas em computadores de configuração diferenciada, que ofereçam, por exemplo, capacidade de memória e processamento superior a oferecida pelas GPUs.

As placas podem ser utilizadas, por exemplo, para processar modelos meteorológicos para previsão do tempo, sequenciamento de DNA ou análise biológica, e também para a parte de games e aplicações de realidade virtual. “Essa tecnologia permite uma otimização no desenvolvimento de softwares, onde podemos trabalhar com vários códigos ao mesmo tempo: daí vem a ideia da computação paralela. É um recurso de energia sustentável, muito poderoso, embarcado em um estojo de aproximadamente 30 cm, capaz de analisar imensos volumes de dados e executar simulações de forma extremamente rápida e precisa”, explicou um dos proponentes do projeto, o professor do PPGCA da UPF, Dr. Rafael Rieder.

Ser um Centro de Educação em Computação Paralela representa uma grande conquista para a Universidade. “Somos o único Centro no Rio Grande do Sul e um dos 18 no país. Outro diferencial é que vamos dispor de uma tecnologia que poucas instituições têm, com recursos a serem explorados tanto pela Computação quanto pelas demais áreas do conhecimento da UPF. Além disso, o nome da UPF será divulgado pela NVIDIA no mundo todo, permitindo a troca de experiências de ensino e de pesquisa com instituições internacionais parceiras da NVIDIA”, ressaltou o professor.

Uso da tecnologia na UPF
Os equipamentos serão utilizados em disciplinas do Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada (PPGCA) e pelos cursos de graduação de Ciência da Computação e de Engenharia de Computação, do Instituto de Ciências Exatas e Geociências (Iceg) da UPF. Paralelamente, quatro projetos de pesquisa serão pioneiros na utilização das GPUs: dois voltados para a meteorologia (“Correção estatística do resultado da previsão do tempo” e “Otimização e paralelização de tempo do modelo de previsão ETA”), e outros dois envolvendo processamento de imagens (“Um sistema de processamento de imagem para controle de pulgões em trigo” e “Um sistema de processamento de imagem para detecção de molhamento foliar”).

Os equipamentos são doações da NVIDIA, oferecidas à Universidade de maneira gratuita. A contrapartida da UPF é a efetiva utilização e o envio de relatórios para a NVIDIA, com sugestões e avaliações do desempenho das placas. “O interesse da empresa é que a Universidade consiga desenvolver projetos de pesquisa que utilizem essa tecnologia, disseminando o uso do processador gráfico para vários fins”, comentou Rieder.

Excelência acadêmica da UPF foi fundamental para essa conquista
Um grupo de professores do Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada (PPGCA) da UPF criou a proposição do uso da tecnologia na Universidade, depois de conhecer o programa da NVIDIA durante o Workshop de Realidade Virtual, organizado pela UPF, em março. O projeto apresentou para a empresa os diferenciais, as disciplinas sobre GPUs, os projetos de pesquisa e a estrutura da Universidade relativas ao PPGCA e aos cursos de Computação. “Mostramos o nosso trabalho com a computação paralela e o uso de GPUs, mostramos nossas aplicações em sala de aula e nos laboratórios de pesquisa, e fizemos uma previsão de onde o programa da NVIDIA poderia ser utilizado”, revelou Rieder.

Conforme o professor do PPGCA, Dr. Marcelo Rebonatto, o curso de Ciência da Computação da UPF foi o primeiro no interior do estado a trabalhar com processamento de alto desempenho. Além disso, é o único curso de graduação que trabalha com alto desempenho em GPUs. “A UPF possui GPUs, mas são placas de menor poder de processamento, comparadas à Tesla K40 Active e a GTX Titan X. As placas que vamos receber possibilitarão um trabalho detalhado em projetos maiores como os de Meteorologia, ligados ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais ( INPE). Será possível colocar quase todos os modelos matemáticos para acelerar o processo de previsão, com elevada precisão”, salientou o professor.