FLOPS

Computador Desempenho
Nome	flops
megaflop	106
gigaflop	109
teraflop	1012
petaflop	1015
exaflop	1018
zettaflop	1021
yottaflop	1024

FLOPS (ou flops) é acrônimo de computação que significa Floating point Operations Per Second, que, em português, quer dizer operações de ponto flutuante por segundo. Isto é usado para determinar o desempenho de um computador, especificamente no campo de cálculos científicos, que fazem grande uso de cálculos com ponto flutuante; similar a instruções por segundo. O "S" no final do termo não denota plural, mas significa exatamente o que o acrônimo apresenta, segundo. (Não confundir com a forma FLOP, expressão também acronímica, porém com outro significado: FLoating-point OPeration, ou "operação de ponto flutuante".)

Já que dispositivos de computação têm enorme capacidade de processamento, convém utilizar unidades maiores que FLOPS, seus múltiplos. Os múltiplos mais utilizados são: megaflops (MFLOPS), gigaflops (GFLOPS), teraflops (TFLOPS), petaflops (PFLOPS) e exaflops (EFLOPS).

Em 2007 o mais rápido supercomputador, criado para empresa japonesa Riken, atingiu 1 petaflop. Resultado de uma parceria da Hitachi, da Intel e da NEC, ele associou 4808 processadores Xeon Dual-Core (Dempsey). (Para fixar ideias, uma calculadora básica de 4 operações possui um desempenho de "apenas" 10 FLOPS.)

Em outubro de 2010, uma versão melhorada do supercomputador chinês Tianhe-I, Tianhe-1A, equipado com 7168 GPUs Nvidia Tesla e 14 336 processadores Intel Xeon tornou-se o supercomputador mais rápido do mundo, capaz de atingir 2,5 petaFLOPS, à frente do supercomputador Jaguar, da Cray Inc.. O Tianhe-I é explorado como um sistema de livre acesso para a investigação científica que necessite de cálculo em grande escala e usa um sistema operativo Linux.

Medição de desempenho

Para que os FLOPS sejam úteis como unidade de medida de ponto-flutuante, um benchmark deve estar disponível em todos os computadores de interesse. Um exemplo é o benchmark de LINPACK.

Há muitos fatores na performance do computador para medir da velocidade do calculo de pontos-flutuantes, como a performance de Entrada/Saída, comunicação do interprocessador, coerência de cache, e a hierarquia de memória. Isso significa que supercomputadores, em geral, são apenas capazes de uma pequena fração do seu desempenho teórico(obtido adiconando o pico de performance teórico de FLOPS de todos os elementos do sistema). Mesmo quando operando em paralelo cálculos muito grandes, o seu desempenho será lento, principalmente devido ao efeito residual da Lei de Amdahl.

Para aplicações comuns (não científicas), MIPS são de longe mais comuns. Medindo a velocidade de operação de pontos flutuantes, à princípio, não prevê corretamente como o processador vai executar uma tarefa. Entretanto, para um trabalho científico, como análise de informações, a medição de FLOPS é efetiva.

Historicamente, o primeiro uso sério e documentado de FLOPS como medida parece ser na justificativa da AEC ao congresso dos EUA para a compra do CDC 6600 nos anos 1960.

Recordes

Computadores

• De acordo com a Lista Top15 Flops, o Core i7 980-X Extreme Edition da Intel atinge até 20 GFlops.

Supercomputadores

• Em 25 de Maio de 2008, um supercomputador militar americano construído pela IBM, chamado "Roadrunner", alcançou o marco de computação de um petaflop de processamento com mais de 1.026 quatrilhão de cálculos por segundo. Ele liderou os rankings de Junho de 2008 e Novembro de 2008 no TOP500 dos mais poderosos supercomputadores (excluindo os computadores da rede). O nome do computador refere-se à ave do estado do Novo México, o Roadrunner Maior.

• Em novembro de 2008, a última atualização para o supercomputador Cray Jaguar XT5-HE do Oak Ridge National Laboratory (Laboratório de Oak Ridge) aumentou o poder do sistema de computação para 1,75 petaflops, ou um quatrilhão de cálculos matemáticos por segundo, tornando o Jaguar o supercomputador mais poderoso do mundo até o ranking de junho/2010 do Top500.

• Em outubro de 2010, a China conquistou o título de país com o supercomputador mais veloz do planeta, graças a supermáquina batizada de Tianhe-1A (contém 2,5 petaflops), que foi desenvolvido pela Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT, na sigla em inglês) e está instalado na cidade de Tianjin, onde será utilizado por cientistas de diversas áreas do conhecimento.

• O computador “K”, foi considerado o mais rápido do mundo, de acordo com o ranking TOP500, divulgado no dia 20 de junho de 2011, durante a Conferência Internacional de Supercomputadores (ICS 2011), realizada em Hamburgo, na Alemanha.

Para ter uma noção melhor, em nível de comparação, o “K” é o equivalente ao poder de 1 milhão de pc em um só.O computador ainda está em desenvolvimento, mas possui uma configuração de 672 racks equipados por 68.544 CPUs, capaz de efetuar 8,162 petaflop ou 8.2 quatrilhões de operações por segundo, mais que o triplo do chinês Tianhe-1A, considerado o mais rápido na classificação anterior. "K" gasta 9,89 megawatts de energia, equivalente à energia de 10 mil casas e, deverá ficar pronto até novembro de 2012 quando terá 800 racks e 80.000 CPU e deverá atingir 10 petaflop. O "supercomputador" da Fujitsu, criado em parceria com o instituto japonês de pesquisa Riken, conta com um investimento perto de R$ 2,23 bilhões (112 bilhões de ienes ou, 975 milhões de Euros) e será destinado para cálculo de prognósticos da mudança climática, detalhou a agência Kyodo. O supercomputador brasileiro, Tupã, do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais ) mudou sua colocação de 29º para o 34º lugar no ranking. O qual realiza 205 trilhões de operações de cálculos por segundo e, processar em 1 minuto dados que um pc comum demoraria mais de uma semana.

Placas de Vídeo

• Em junho de 2008, a AMD lançou a ATI Radeon HD4800, que é feita para ser a primeira GPUs (placas de vídeo) a atingir uma escala em Tflops.

• Em 12 de Agosto de 2008 a AMD lançou a ATI Radeon HD 4870X2 com duas GPU R770 num total de 2,4 teraflops.

• Em 11 de Novembro de 2009 a AMD Lançou a ATi Radeon HD 5970 com um poder de 4,64 teraflops

Computação distribuída

A computação distribuída utiliza a Internet para ligação de computadores pessoais para conseguir mais flops:

• Folding@Home - abril/2009 - alcançou 8,1 PFlops, sendo o primeiro projeto de computação de qualquer tipo a atravessar o marco de 4 PFlops. Este nível de desempenho é devido principalmente ao esforço somado de uma vasta gama de PlayStation 3, Microcomputadores e poderosas unidades GPU (placas de vídeo).
• BOINC - ago/2008 - consegue médias acima de 2,2 PFlops.
• SETI@Home - 697 TFlops.
• Einstein@Home - 150 TFlops.

Notícias e expectativas

Segundo a revista virtual PC World, pesquisadores da IBM estariam a um passo de desenvolver chips que usam pulsos de luz, no lugar de sinais elétricos, para trocar informações internamente. Adicionalmente o sistema consumiria pouca energia. Os sinais de luz são transportados por circuitos de silício, no lugar dos fios de cobre usados atualmente. Feito usando tecnologia de semicondutores já existente, o dispositivo é particularmente significativo porque consome 20 vezes menos energia do que outros aparelhos.

O objetivo dos pesquisadores é montar uma interconexão óptica no chip que permite a construção de computadores com capacidade de desempenho de exaflops, equivalente a 1.000.000.000.000.000.000 flops (quinquilhão). Esse chip será aproximadamente 600 vezes mais rápido do que o mais poderoso do mundo, um Cray XT5 chamado de Jaguar, que atinge 1,75 petaflops, ou 0,00175 exaflops.