Os Estados Unidos recuperaram a cobiçada coroa de velocidade na computação com um novo e poderoso supercomputador no Tennessee, um marco para a tecnologia que tem importante papel na ciência, medicina e outros campos.

Frontier, o nome da enorme máquina do Laboratório Nacional Oak Ridge, foi declarada na segunda-feira (6) a primeira a demonstrar o desempenho de 1 quintilhão de operações por segundo –um bilhão de bilhões de cálculos– em um conjunto de testes padrão usados por pesquisadores para classificar supercomputadores. O Departamento de Energia dos Estados Unidos prometeu há vários anos US$ 1,8 bilhão (R$ 8,55 bilhões) para construir três sistemas com esse desempenho em "exaescala", como os cientistas o chamam.

Mas a coroa tem uma ressalva. Alguns especialistas acreditam que a Frontier foi derrotada na corrida exaescala por dois sistemas da China. Os operadores desses sistemas não enviaram os resultados dos testes para avaliação dos cientistas que dirigem o chamado ranking Top500. Especialistas disseram suspeitar que as tensões entre os Estados Unidos e a China podem ser a razão pela qual os chineses não enviaram os resultados dos testes.

"Há rumores de que a China tem algo", disse Jack Dongarra, professor emérito de ciência da computação na Universidade do Tennessee, que ajuda a comandar a iniciativa Top500. "Não há nada oficial."

Os supercomputadores têm sido um ponto crítico na concorrência internacional. As máquinas, do tamanho de uma sala, foram construídas para decifrar códigos e projetar armas, mas agora também desempenham papéis importantes no desenvolvimento de vacinas, testes de projetos de carros e modelagem de mudanças climáticas.

O campo foi dominado pela tecnologia americana durante décadas, mas a China se tornou uma força dominante. Um sistema chamado Sunway TaihuLight foi classificado como o mais rápido do mundo de 2016 a 2018. A China foi responsável por 173 sistemas na lista Top500 mais recente, em comparação com 126 máquinas dos Estados Unidos.

O Japão tem sido um concorrente menor, mas ainda potente. Um sistema chamado Fugaku, em Kobe, ficou em primeiro lugar em junho de 2020, substituindo um sistema IBM em Oak Ridge.

A Frontier devolve essa posição máxima ao laboratório. O sistema, construído pela Hewlett Packard Enterprise usando dois tipos de chips da Advanced Micro Devices, foi duas vezes mais rápido que o Fugaku nos testes usados pela organização Top500.

"É um momento de orgulho para nosso país", disse Thomas Zacharia, diretor de Oak Ridge, em um comunicado online de um evento do setor na Alemanha. "Isso nos lembra que ainda podemos ir atrás de algo que é maior que nós."

A construção do sistema, composto por 74 gabinetes de 3.600 quilos cada um, foi dificultada pela pandemia e pelos problemas de obtenção de componentes na crise da cadeia de suprimentos, disse Zacharia. Mas ele previu que a Frontier teria rapidamente um grande impacto no estudo da Covid e no auxílio à transição para fontes de energia mais limpas, por exemplo.

Pesquisadores chineses costumavam participar do processo de classificação. Mas o país adotou um perfil mais discreto na divulgação de seus supercomputadores, já que os Estados Unidos tomaram uma série de medidas para retardar os avanços tecnológicos da China –inclusive dificultando para algumas empresas chinesas adquirir os chips estrangeiros que podem ser usados para fabricar supercomputadores.

Mas a China vem fazendo progressos significativos no projeto de seus próprios microprocessadores, uma chave para os avanços em supercomputadores. David Kahaner, uma autoridade nesse campo que dirige o Programa de Informação de Tecnologia da Ásia, relatou detalhes no ano passado de dois supercomputadores de classe exaescala que, segundo ele, usam tecnologia de chip chinesa.

Um é um sucessor da máquina Sunway anterior, chamada OceanLight, conforme uma apresentação que Kahaner compartilhou em uma conferência técnica. A outra máquina, Tianhe-3, sucede a um sistema chamado Tianhe-1A que em 2010 se tornou a primeira máquina chinesa a ocupar o primeiro lugar na lista Top500.

Mais evidências de que a China quebrou a barreira da exaescala surgiram em novembro, quando um grupo de 14 pesquisadores chineses ganhou um prestigioso prêmio da Associação de Máquinas de Computação, o Gordon Bell Prize, por simular um circuito de computação quântica no novo sistema Sunway rodando em velocidades exaescala. O trabalho de cálculo, estimado para levar 10 mil anos no supercomputador anterior mais rápido de Oak Ridge, levou 304 segundos no sistema chinês, relataram os pesquisadores em um artigo técnico.

"Eles meio que deixaram vazar que tinham máquinas rodando em níveis exaescala", disse Steve Conway, analista da Hyperion Research. "Há muita especulação de que eles não queriam atrair mais sanções dos EUA."

Conway e outros especialistas disseram acreditar que os chips das novas máquinas chinesas foram fabricados em Taiwan, o que vale para os principais chips da Frontier. A China continua muito atrasada na capacidade avançada de fabricação de chips, disse ele.

A máquina de Oak Ridge, além de auxiliar os cientistas, poderia ajudar os fornecedores a popularizar alguns novos produtos. A Hewlett Packard Enterprise, que em 2019 comprou a pioneira em supercomputadores Cray, contribuiu com a tecnologia de rede chamada SlingShot, que teve um impacto significativo no desempenho da Frontier, disse Zacharia.

E a AMD contribuiu não apenas com microprocessadores, mas também com um tipo de chip de processamento gráfico que foi vendido principalmente para supercomputadores por uma rival, a Nvidia.

Os mesmos dois chips AMD foram selecionados para um sistema exaescala chamado El Capitan, que estáprogramado para ser instalado em 2023 no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia.

Uma terceira máquina exaescala, do Laboratório Nacional Argonne em Illinois, usando três tipos de chips Intel, estava originalmente programada para entrega em 2021. Mas problemas de fabricação na Intel atrasaram o sistema, que é esperado para ainda este ano.

Tradução de Luiz Roberto M. Gonçalves