O National Center for Supercomputing Applications NCSA de 1986

Em 16 de janeiro de 1986, o National Center for Supercomputing Applications NCSA, responsável por diversas inovações no mundo da computação, abria suas portas para a comunidade científica.

O National Center for Supercomputing Applications, amplamente conhecido pela sigla NCSA, é uma das relevantes instituições da história da computação moderna e da internet. Localizado na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, nos Estados Unidos, o centro nasceu de uma necessidade urgente da comunidade acadêmica por poder de processamento de alta capacidade.

A origem do centro remonta a uma proposta visionária escrita pelo astrofísico Larry Smarr e sete outros colaboradores da Universidade de Illinois em 1983, um documento de 10 páginas que detalhava a “fome por supercomputação” enfrentada pelos pesquisadores norte-americanos, que ficaria historicamente conhecido como “Black Proposal” (em função da cor de sua capa) e que causaria enorme impacto na comunidade científica. O objetivo de Smarr era democratizar o acesso aos supercomputadores, que na época eram restritos quase exclusivamente a laboratórios militares ou grandes corporações privadas.

Após uma análise rigorosa do pedido, a National Science Foundation (NSF) anunciaria, no dia 25 de fevereiro de 1985, a aprovação do financiamento para a criação do NCSA, integrando-o a um programa nacional que financiaria a criação de um total de cinco centros de supercomputação. Esta decisão seria o pontapé inicial para uma revolução que uniria a computação pesada com a conectividade em rede que conhecemos hoje.

A “abertura oficial das portas” do centro ocorreria só no ano seguinte, em 16 de janeiro de 1986, quando o NCSA começaria a operar seu primeiro grande sistema de computação. O impacto produzido foi imediato, atraindo cientistas de diversas áreas, como astrofísica, meteorologia e engenharia, que agora podiam realizar simulações complexas que antes eram consideradas impossíveis de serem processadas em tempo hábil com os computadores disponíveis.

O supercomputador Cray X-MP/24, produzido pela empresa Cray Research, contava com dois processadores de 105 MHz de velocidade, memória RAM de 2 milhões de palavras de 64 bits (cerca de 16 MB), sistema operacional COS ou UNICOS baseado em Unix, e um desempenho de pico de 420 Megaflops, sendo, na época, um dos equipamentos mais potentes do planeta.

Além do poder bruto de processamento, o NCSA, um dos nós principais da NSFNET (rede que interconectava centros de supercomputação e que serviria posteriormente de espinha dorsal para a futura internet comercial), desempenharia um papel crucial no desenvolvimento da infraestrutura da grande rede.

Para facilitar o acesso remoto aos seus sistemas, a equipe de software do centro começaria a criar ferramentas de conectividade pioneiras. Em 1986, lançariam o NCSA Telnet, um software que permitia aos usuários de computadores pessoais, como o Macintosh e o IBM PC, conectarem-se a grandes sistemas distantes. Essa foi a primeira experiência de muitos pesquisadores com a computação em rede, estabelecendo os padrões de comunicação que seriam expandidos nos anos seguintes pela instituição.

Em 1987, o NCSA também iniciaria o desenvolvimento do HDF (Hierarchical Data Format), um padrão aberto para armazenamento e compartilhamento de grandes volumes de dados científicos, que seria alguns anos depois escolhido pela NASA para uso em seu projeto Earth Observing System (EOS).

No entanto, o projeto mais famoso da história do NCSA (e que imortalizaria a instituição) começaria a ganhar vida no final de 1992. Dois jovens desenvolvedores da instituição, Marc Andreessen e Eric Bina, iniciariam o desenvolvimento de um software aplicativo de interface gráfica para a até então jovem e obscura World Wide Web, buscando torná-la mais acessível para pessoas que não dominavam comandos técnicos complexos.

Como resultado, no dia 23 de janeiro de 1993, o NCSA lançaria a primeira versão alfa do navegador web Mosaic para sistemas Unix, que, diferente de seus antecessores (que eram poucos), conseguia exibir imagens integradas diretamente no meio do texto, em vez de abri-las em janelas separadas, transformando a experiência de navegação em algo visualmente muito mais rico e intuitivo.

O sucesso do Mosaic foi tão avassalador que ele é frequentemente citado como a “aplicação matadora” (killer app) que transformaria a Internet de um sistema acadêmico textual numa rede visual acessível ao público em geral. Isso faria com que, ao longo do ano de 1993, versões para os sistemas Microsoft Windows e Apple MacOS fossem também disponibilizadas.

Em poucos meses, o tráfego da rede mundial cresceria exponencialmente, com o Mosaic se tornando o padrão “de fato” para o acesso à informação, e abrindo caminho para o surgimento de gigantes como o Netscape Navigator (criado pela mesma dupla que havia produzido o Mosaic), e até mesmo o Microsoft Internet Explorer, criado a partir do navegador Spyglass, que também havia licenciado a tecnologia do Mosaic. 😊

Paralelamente ao navegador, o centro desenvolveria o NCSA HTTPd, um dos primeiros softwares de servidor web do mundo. Este projeto seria essencial para a expansão da internet, pois fornecia a base técnica para que qualquer organização pudesse hospedar suas próprias páginas, servindo posteriormente como o alicerce para o desenvolvimento do hoje onipresente software Apache HTTP Server.

Com a saída de parte da equipe original de desenvolvimento para fundar empresas privadas em meados de 1994, o desenvolvimento do Mosaic pelo NCSA perderia força até ser oficialmente descontinuado em 1997. Apesar disso, a instituição continuaria na vanguarda tecnológica, focando em projetos de “grid-computing” (computação em grade) e segurança digital.

Após a virada do milênio, o centro voltaria suas atenções para a construção de sistemas de escala ainda maior, colocando em operação total, em 2013, o Blue Waters, um dos supercomputadores mais potentes já construídos para fins acadêmicos.

Ele operava com um nível de desempenho conhecido como “petascale”, sendo capaz de processar dados em uma velocidade superior a 13 petaflops (13 quatrilhões de operações por segundo) em seu pico teórico de capacidade, tendo sido amplamente utilizado em pesquisas sobre o clima, formação de galáxias, biologia molecular e engenharia avançada.

Embora o NCSA tenha mudado de foco ao longo dos anos, adaptando-se às novas demandas, ele permanece ativo e vital para a pesquisa científica, operando a partir do National Petascale Computing Facility, um prédio de alta tecnologia inaugurado na última década. O centro dedica-se atualmente a investigações em inteligência artificial, análise de grandes volumes de dados astronômicos e modelagem climática.

O Supercomputador de PlayStation 2

No dia 27 de maio de 2003, o NCSA divulgaria a criação de um cluster de supercomputação composto por 70 consoles Sony PlayStation 2, uma iniciativa pioneira e engenhosa liderada pelo pesquisador Craig Steffen para testar se o hardware do videogame poderia servir à ciência de alto desempenho.

O projeto aproveitava o baixo custo das unidades e a sofisticação do processador Emotion Engine de 128 bits a 294 MHz de velocidade, que, aliado a 32 MB de memória RAM (Direct RDRAM), uma unidade de disco rígido de 40 GB e o sistema operacional Linux kit for PS2, oferecia uma plataforma capaz de realizar cálculos vetoriais complexos.

Ao interconectar essas máquinas via rede para processamento paralelo, o centro provou que era possível construir um sistema de pesquisa eficiente gastando aproximadamente 50 mil dólares, um valor ínfimo comparado aos supercomputadores tradicionais da época.

Essa iniciativa seria uma das primeiras a utilizar hardware de entretenimento em massa para criar uma rede de processamento paralelo. Embora o desempenho agregado fosse modesto em comparação aos supercomputadores tradicionais, o projeto demonstrou o potencial de arquiteturas alternativas e de hardware de consumo na resolução de problemas científicos, antecipando tendências que mais tarde seriam consolidadas com o uso de GPUs e outros sistemas paralelos em pesquisa acadêmica

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Vídeo(s):

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Mais em:

• O navegador NCSA Mosaic de 1993
• O artigo “Gerenciamento de Informações: Uma Proposta” de 1989
• A Netscape Communications Corporation de 1994
• O navegador web Netscape Navigator de 1994
• O navegador Microsoft Internet Explorer de 1995
• O supercomputador IBM Deep Blue de 1995

*As imagens utilizadas nesta postagem são meramente ilustrativas e foram obtidas da internet.

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