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O Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos Estados Unidos finalmente concluiu a instalação do supercomputador Aurora após uma série de atrasos, mas os cientistas já estão clamando para colocá-lo em funcionamento.
Boffins espera pelo sistema há anos. Literalmente. Originalmente, o sistema deveria ficar online em 2021, mas enfrentou repetidas atrasos devido aos desafios da Intel em trazer suas CPUs Xeon Phi Sapphire Rapids para o mercado.
Os blades de computação finais – existem 10.624 deles – foram instalados no mês passado, dando início ao Aurora Early Science Program, que prepara o código que pode tirar o máximo proveito da nova arquitetura. É também o primeiro a usar a tecnologia interna da Intel GPUs Ponte Vecchioem oposição aos da Nvidia ou AMD.
Um dos primeiros projetos a ser executado no sistema gira em torno da pesquisa e descoberta de catalisadores químicos, que os cientistas dizem que podem ser usados para promover a produção de combustíveis mais limpos.
Catalisadores são comumente empregados em química para facilitar reações. O conversor catalítico do seu carro é um excelente exemplo, convertendo subprodutos nocivos da combustão, como dióxido de nitrogênio, em substâncias menos preocupantes.
“Um dos principais gargalos no desenvolvimento da catálise é a grande variedade de catalisadores e condições operacionais. É extremamente tedioso identificar processos catalíticos promissores usando apenas experimentos”, explicou a pesquisadora do DoE, Judit Zádor, em um recente postagem no blog.
Os pesquisadores planejam simular essas reações usando o supercomputador para identificar novos catalisadores, entender como eles funcionam e como podem ser aplicados.
No entanto, tão importante quanto, a pesquisa fornecerá informações sobre como as cargas de trabalho podem ser otimizadas. “Nosso principal objetivo é desenvolver software pronto para exascale”, explicou o químico do DoE, David Bross.
O projeto é apenas um dos 15 que obterá acesso de pré-produção ao Aurora no Early Science Program, antes de entrar em uso em produção total.
cigarras simuladas
Enquanto os cientistas testam Aurora, os pesquisadores da Stony Brook University estão usando o supercomputador Summit no Oak Ridge National Laboratory (ORNL) para explorar outro fenômeno peculiar: asas de cigarra.
Por mais estranho que pareça e por motivos ainda não totalmente compreendidos pela ciência, os insetos possuem asas que aparentemente podem matar micróbios ao contato.
As implicações são que, se você puder replicar esse comportamento, os cientistas poderão desenvolver novos materiais antibacterianos. Infelizmente, enquanto a pesquisa mostra que isso tem algo a ver com as microestruturas encontradas naturalmente nas asas do inseto, e até mesmo foram capazes de recriar o efeito, o que exatamente os torna tão mortais para a vida microbiana provou ser ilusório.
“Neste momento, sabemos que a asa da cigarra pode impedir a adesão de bactérias, mas o mecanismo não está claro”, explicou Tadanori Koga, professor associado da Stony Brook, em um ORNL postagem no blog.
E é aí que o supercomputador Summit do ORNL entra em ação. Embora o sistema não se compare ao Aurora de Argonne ou mesmo ao 1.1 exaFLOPS Frontier do ORNL, não é de forma alguma um desleixado como o quinto supercomputador mais poderoso do mundo em junho. Classificação dos 500 melhores.
Em colaboração com Jan-Michael Carrillo, do ORNL, que trabalha no Centro de Ciências de Materiais Nanophase do laboratório, a equipe conduziu uma série de simulações de dinâmica molecular, envolvendo aproximadamente um milhão de partículas digitais, para obter informações sobre a natureza das qualidades desinfetantes da cigarra.
Eles revelaram que os micropilares encontrados nas asas da cigarra atraem as bactérias, colocando a membrana sob tensão suficiente para que ela se rompa, matando a célula no processo.
“Então, queríamos controlar o tamanho e a altura do pilar e o espaçamento entre os pilares”, disse Koga. “E então queríamos ver o que é crucial para matar bactérias. Essa é a ideia deste projeto.”
Além disso, os cientistas determinaram que esse processo era naturalmente autolimpante, o que significa que os restos da célula não permaneciam presos à superfície. Esta é uma boa notícia porque qualquer sujeira deixada para trás pode fornecer aos micróbios um ponto de apoio para se espalhar.
“Pensava-se que isso se devia ao movimento das asas do inseto para sacudir os detritos. Mas com nossa metodologia e estruturas, provamos que eles se matam e se limpam naturalmente”, explicou Maya Endoh, professora de pesquisa em Stony Brook. ®
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