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30 de Agosto de 2021

ATA 003/2021 - Revisão 002

Informações
  • Preparado por: Carlos Frederico Bastarz, relator
  • Revisado por: Fabielle Adriane Mota Alves, apoio de secretaria
  • 30 de Agosto de 2021

Coordenação: Saulo Ribeiro de Freitas e Pedro Leite da Silva Dias

REVISÃO DATA DA REVISÃO ALTERAÇÕES
R000 20/09/2021
  • Versão inicial
R001 23/09/2021
  • Revisão geral e adequação da escrita por Carlos Bastarz/INPE
R002 24/09/2021
  • Revisão de algumas siglas por Carlos Bastarz/INPE e lista de participações por Fabielle Mota/INPE

Membros Participantes

  • INPE: Antonio Ocimar Manzi, Caio Coelho, Carlos Frederico Bastarz, Celso Mendes, Chou Sin Chan, Daniel Vila, Fabielle Adriane Motta Alves, Haroldo Fraga Campos Velho, Joaquim Eduardo Rezende Costa, João Gerd Zell de Mattos, Jorge Luís Gomes, Luciano Ponzi Pezzi, Luiz Flávio Rodrigues, Paulo Yoshio Kubota, Ronald Buss de Souza, Saulo Freitas Ribeiro.
  • INMET: Francisco Quixaba Filho.
  • UFCG: Enio Pereira de Souza.
  • CENSIPAM: Ivan Saraiva.
  • ITA: Jairo Panetta (ausente).
  • INPA: Luiz Antonio Cândido (ausente).
  • MB: Flávia Rodrigues Pinheiro, Walid Maia Pinto Silva e Seba (ausente).
  • UFSM: Otávio Costa Acevedo.
  • USP: Marcia Akemi Yamasoe, Pedro Leite da Silva Dias, Pedro Peixoto, Ricardo de Camargo.
  • LNCC: Roberto Pinto Souto.
  • UFMS: Vinicius Buscioli Capistrano.
  • UFPA: Júlia Clarinda Paiva Cohen.
  • UFRJ: Afonso de Moraes Paiva.
  • FAB: Helio Abreu Nogueira (ausente).
  • EB: Luiz Claudio Oliveira de Andrade (ausente).

Participantes Convidados

  • Gilvan Sampaio de Oliveira - Coordenador Geral da CGCT/INPE.
  • Viviane Campos/INMET (ausente).

Local, Data e Hora

  • Plataforma RNP
  • 30 de Agosto de 2021, das 14:00 horas às 15:00 horas

Link da gravação

Repositório das apresentações

Reunião do Comitê Científico do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado. Às 14:00hs do dia 30 de Agosto de 2021, reuniram-se virtualmente os representantes do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), UFCG (Universidade Federal de Campina Grande), CENSIPAM (Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia), ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia), UFSM (Universidade Federal de Santa Maria), USP (Universidade de São Paulo), LNCC (Laboratório Nacional de Computação Científica), UFMS (Universidade Federal do Mato Grosso do Sul), UFPA (Universidade Federal do Pará), UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), MB (Marinha do Brasil), FAB (Força Aérea Brasileira) e EB (Exército do Brasil) com o objetivo de discutir e dar continuidade aos trabalhos do Comitê Científico do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado (MCSTU). Esta ata registra a memória da reunião realizada e congrega as informações inseridas no chat, como links e informações pertinentes às discussões realizadas. Seguindo a abertura da reunião, realizada pelo Saulo Freitas, este documento está orientado de acordo com as pautas estabelecidas pelo Saulo Freitas durante a sua apresentação.

Abertura

Saulo Freitas agradece a presença de todos os participantes na 4a. Reunião do CC (Comitê Científico) do MCSTU, cuja missão é nortear as ações para o desenvolvimento de um modelo comunitário do sistema terrestre. Comenta que o MCSTU é um caminho para alçar o país a um novo patamar de qualidade para as previsões de tempo, clima e ambiental. O desafio é grande e a expectativa é que, com os recursos adequados, se obtenha um modelo funcional que sobreponha a capacidade de previsão dos atuais modelos em uso no país no prazo de 5 a 10 anos. Em seguida, Saulo Freitas faz um resumo das pautas a serem tratadas na reunião: a) introdução dos novos membros e discussão preliminar sobre questões da última reunião; b) processo de escolha do nome definitivo do modelo comunitário do sistema terrestre unificado; c) fala do Coordenador do CGCT (Coordenação-Geral de Ciências da Terra) do INPE; d) revisão dos membros líderes dos subgrupos e início das atividades de prospecção e relatos; e) relatório de reuniões do subgrupo de PAD (Processamento de Alto Desempenho); f) breve homenagem ao Professor Saulo Rabello Maciel de Barros do IME (Instituto de Matemática e Estatística) da USP e pesquisador colaborador do CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos) do INPE (falecimento em 11/07/2021).

Saulo Freitas anuncia os novos membros do CC do MCSTU: Júlia Clarinda Paiva Cohen/UFPA, Afonso de Moraes Paiva/UFRJ, Ricardo de Camargo/USP, Luciano Ponzi Pezzi/INPE, Celso Mendes/INPE, Hélio Abreu Nogueira/FAB e Luiz Cláudio Oliveira de Andrade/EB. Ao que se segue, passa a palavra para os novos membros se apresentarem.

Julia Cohen agradece o convite e reforça a expectativa de colaboração. Saulo Barros agradece e acrescenta que as colaborações locais serão discutidas e com o tempo ficará mais claro como as colaborações serão feitas.

Afonso Paiva cumprimenta a todos os membros, comenta que uma das suas motivações é a colaboração com todos. Cita que trabalha com modelagem oceânica e tem a expectativa de poder colaborar com o desenvolvimento do MCSTU.

Ricardo Camargo agradece o convite, comenta sobre a sua experiência com modelarem atmosférica e acoplada e sobre a sua expectativa em colaborar com o MCSTU.

Celso Mendes se apresenta, menciona que é servidor aposentado, colaborador em curso de pósgraduação em modelagem e agradece o convite.

Luciano Pezzi agradece o convite, cita que tem experiência com modelos oceânico e atmosférico, regionais e sistemas acoplados.

Pauta 1 - Revisão das Ações Definidas na Reunião Anterior

Saulo Freitas faz uma revisão das ações da última reunião, que já estão em andamento. Cita a solicitação realizada para a confecção de uma carta introdutório ao MCSTU, que possa ser utilizada pelos líderes dos subgrupos para a apresentação do modelo e formar as redes de colaboração. Menciona a criação de uma homepage para a divulgação do MCSTU e cita que procura recursos para fazer isso. Comenta sobre o convite à FUNCEME (Fundação Cearence de Meteorologia e Recursos Hídricos) para a colaboração no desenvolvimento da componente de hidrologia do MCSTU. Outro assunto citado é o gerenciamento de projetos de software, dada a complexidade do MCSTU.

Pauta 2 - Enquete para a Definição do Nome do Modelo Comunitário

Saulo Freitas introduz uma enquete para a definição do nome do MCSTU (cujo nome e sigla atuais são provisórios). Comenta que a ideia é fazer uma enquete para a qual todos os membros podem sugerir nomes, os quais serão posteriormente submetidas a uma votação. Todas as sugestões devem ser encaminhadas por email para a Fabielle Mota (fabielle.mota at inpe.br), sem cópias para outras pessoas, com as seguintes informações: o nome do modelo em português e em inglês, o acrônimo, o arrazoado justificando porque o nome escolhido é importante para conferir uma marca perene para o modelo comunitário. Em uma reunião futura, Fabielle Mota apresentará as sugestões (sem citar os autores) para o CC do MCSTU, a partir da qual será feita a escolha.

Pauta 3 - Fala do Coordenador do CGCT/INPE

Saulo Freitas convida o Gilvan Sampaio e a Viviane Campos para falarem sobre as ações para o financiamento do modelo comunitário e as suas aplicações, bem como a formalização e atribuição das funções do CC do MCSTU.

Gilvan Sampaio agradece o convite e faz um resumo do histórico das últimas ações pertinentes ao estabelecimento do MCSTU. Relata que esteve em Brasilia em 3 oportunidades em Julho e Agosto. Houveram reuniões com diversos secretários e foram solicitadas 3 cartas propostas para o FNDCT (Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico): uma para o programa BIG (Base de Informações Georeferenciadas), outra para o programa Biomas-BR e outra para o MCSTU (as cartas foram firmadas pelo Saulo Freitas, Pedro Dias e Gilvan Sampaio). Autorizada a construção da proposta para o MCSTU, Saulo Freitas, Pedro Dias e Gilvan Sampaio trabalharam para a construção e o envio da proposta, a qual tramitou. Foi solicitado ao grupo que a infraestrutura de supercomputação fosse adicionada à proposta. Isto foi feito e uma revisão da proposta foi enviada com o título "Renovação da infraestrutura de supercomputação do INPE e a sua aplicação no atendimento das demandas crescentes da sociedade brasileira por melhores previsões, monitoramento do tempo, clima e ambiente". A proposta foi muito bem recebida e Gilvan Sampaio acredita que é muito provável que se obtenham as verbas via FNDCT, via FINEP e os recursos devem ser gerenciados pela fundação de apoio, a FUNCATE. Cita que foram pleiteados, para um período de 3 anos, aproximadamente R$ 7 milhões anuais para o MCSTU. O montante é composto por bolsas, pagamento de pessoas jurídica e consultoria. No momento, é aguardada a resposta do FNDCT, mas ressalta o otimismo quanto à proposta em função de todas as tratativas. Menciona que a construção do modelo justifica a atualização da infraestrutura e vice-versa. Anuncia que a quota de bolsas do programa PCI do INPE (Programa de Capacitação Institucional) foram divididas entre os 3 programas, e com isso, neste momento, foi possível lançar 5 bolsas relacionadas diretamente ao MCSTU. Acrescenta que haverá também uma conversa com a FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) sobre o MCSTU. Nas reuniões com o MCTI (Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações), com o secretário Marcelo Marcos Morales, foi solicitado que no âmbito do MCTI, fosse baixada uma portaria informando o que é o modelo comunitário, como está sendo organizado, entre outras informações. Em paralelo a isso, uma portaria do INPE também será baixada. Estas duas portarias servirão para oficializar as funções do CC do MCSTU e, no âmbito do INPE, a portaria deverá ser baixada mais rapidamente. A Viviane Campos já fez um esboço dessa portaria para convidar oficialmente os membros do CC do MCSTU.

Saulo Freitas solicita ao Gilvan Sampaio mais algumas palavras para esclarecer os aspectos da liderança do CC do MCSTU e sobre o status do MCSTU como um programa do INPE. Gilvan Sampaio responde que o MCSTU já foi concebido como um programa associado ao INPE, dentro do qual podem haver vários projetos, mas que apesar disso, é também do MCTI. No âmbito do MCTI, o CC do MCSTU deve ser liderado pelo Saulo Freitas e pelo Pedro Dias. No âmbito do INPE, deve ser um servidor da ativa, neste caso o Saulo Freitas e o Pedro Dias atua como colaborador, o que não altera o seu status na coordenação do CC do MCSTU.

Saulo Freitas complementa dizendo que, por razões legais, o diretor do INPE não pode nomear ou atribuir funções ao Pedro Dias, e por esta razão, o Pedro Dias tem o status de colaborador no âmbito do INPE. No âmbito do MCTI, ambos os pesquisadores possuem o mesmo status de coordenadores.

Gilvan Sampaio acrescenta que, sobre as ações de financiamento, as bolsas podem ser distribuídas por todo o Brasil, da forma como o MCSTU decidir. Diz que é necessário estabelecer uma sigla oficial para o programa e que na próxima reunião gostaria de convidar alguém do MCTI para participar da reunião do CC do MCSTU.

Saulo Freitas agradece ao Gilvan Sampaio pelas informações e esclarecimentos e concede a palavra para os membros do CC do MCSTU para comentários e sugestões.

Enio Souza argumenta que, pelo fato do MCSTU ser um programa do MCTI, há uma transversalidade entre vários ministérios (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento por conta do INMET; Ministério da Defesa por conta dos órgãos envolvidos; Ministério da Educação por conta das universidade, entre outros) e que isso confere maior robustez ao MCSTU.

Gilvan Sampaio acrescenta que essa transversalidade entre os ministérios foi destacada nas reuniões com o MCTI. Cita que na construção do SNM (Sistema Nacional de Meteorologia), vai haver um decreto, com a nomeação de um comitê gestor (formado pelo INPE, INMET e CENSIPAM), mas que a coordenação ficará na SAE (Secretaria Especial de Assuntos Estratégicos da Presidência da República). Na construção do SNM, o MCSTU será muito importante. Acrescenta que a ideia de transversalidade está sendo enfatizada em todas as tratativas.

Luciano Pezzi questiona se o orçamento de 3 anos, com um montante de R$ 21 milhões, é só para o MCSTU, e como será abordada a atualização da infraestrutura computacional.

Gilvan Sampaio responde de forma afirmativa e acrescenta que o orçamento total pleiteado é de R$ 200 milhões, incluindo a máquina para realizar o modelo, a atualização da infraestrutura (ar condicionado, energia elétrica etc). Informa que associado a isso há também o projeto de implantação de uma primeira fase de uma usina de geração de energia fotovoltaica em Cachoeira Paulista/SP, além de recursos humanos.

Saulo Freitas acrescenta que o foco desse recurso de R$ 7 milhões anuais deve ser para financiar as atividades dos subgrupos do CC do MCSTU para o desenvolvimento do modelo em todo o pais. Os grupos externos devem ser priorizados para terem condições de trabalho e contribuir efetivamente para o desenvolvimento do projeto.

Ronald Buss acrescenta que essa vai ser a primeira vez que as modelagens numéricas oceânica e atmosférica serão trabalhadas de forma transversal dentro do MCTI. Comenta sobre a falta de interação entre os setores do MCTI que trabalham com a modelagem numérica oceânica e a CGOA (Coordenação-Geral de Ciência para o Oceano, Antártica e Geociências) do MCTI. Um exemplo disso é o projeto REMO que é fomentado de forma alheia ao MCTI. Conclui que é importante ter esse tipo de situação em vista a fim de se evitar problemas de cooperação no futuro.

Pauta 4 - Definição dos Membros do Comitê para Coletar e Documentar os Requisitos, Demandas e Contrapartidas do Modelo Unificado do Sistema Terrestre Unificado

Saulo Freitas reforça a ideia dos líderes dos subgrupos do CC do MCSTU, lembra quais são os membros dos comitês, as contra-partidas e as demandas. Acrescenta que todo o material gerado pelos subgrupos vai ser organizado pelo CC do MCSTU para gerar white papers. Cada membro nomeado será o ponto focal do respectivo tema e espera-se que ele interatue com os demais parceiros da comunidade nacional e internacional. Os membros devem documentar e trazer para discussão no CC do MCSTU:

  • Requisitos: em termos da física, dinâmica, grade computacional, tecnologias de acoplamento, aspectos de PAD, métodos de Assimilação de Dados etc;
  • Demandas: aplicações, problemas a serem tratados, desempenho, acurácia etc;
  • Contrapartidas: em especial, o que a comunidade brasileira pode oferecer para os parceiros e instituições internacionais;
  • Infraestrutura: recursos para equipamentos de computação e observação do sistema terrestre, recepção e tratamento de dados, pessoal etc.

O material produzido será a base do projeto do modelo para ser encaminhado aos setores competentes.

Os membros do CC do MCSTU nomeados para os subgrupos, são:

  • Sistema Integrado de Modelagem: Pedro Dias/USP
  • Atmosfera: Saulo Freitas/INPE
  • Superfície e Solos Continentais: Antonio Manzi/INPE
  • Oceano e Gelo Continental e Marítimo: Ronald Buss/INPE
  • Clima Espacial: Joaquim Costa/INPE
  • Processamento de Alto Desempenho e Qualidade de Código: Luiz Flávio Rodrigues/INPE
  • Assimilação de Dados do Sistema Terrestre: João Gerd/INPE
  • Métodos Avançados de Assimilação de Dados e Aplicações de Inteligência Artificial: Haroldo Campos Velho/INPE
  • Métodos de Pré e Pós-processamento de Previsões de Tempo e Clima: Caio Coelho/INPE e Carlos Bastarz/INPE

  • Hidrologia de Superfície e Sub-superfície: FUNCEME/IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) a ser definido

  • Organização das Demandas e Perspectivas das Universidades e Institutos de Pesquisa:

    • Nordeste: Enio Souza/UFCG
    • Norte: Julia Cohen/UFPA
    • Sudeste: Márcia Yamasoe/USP
    • Sul: Otávio Acevedo/UFSM
    • Centro-Oeste: Vinicius Capistrano/UFMS
    • CENSIPAM: Ivan Saraiva
    • INMET: Franciso Quixaba

  • Organização das Demandas e Perspectivas das Forças Armadas:

    • Marinha do Brasil: Flávia Rodrigues
    • Força Aérea Brasileira: Hélio Abreu Nogueira
    • Exército Brasileiro: Luiz Cláudio Oliveira de Andrade

Saulo Freitas e Pedro Dias solicitam que os subgrupos comecem a se organizar e a produzir relatórios preliminares sobre a forma como estão organizando e estruturando os desenvolvimentos dos seus temas. Para a próxima reunião, Saulo Freitas e Pedro Dias apresentarão o que esperam para a componente atmosférica, em termos de núcleos dinâmicos e físicas. Solicitam também que, para a próxima reunião, sejam apresentados os planos iniciais de organização e as perspectivas com o JEDI (Joint Effort for Data assimilation Integration) para a Assimilação de Dados do Sistema Terrestre (João Gerd/INPE).

Pauta 5 - Parcerias com Empresas de PAS - Relatório das Reuniões com a NEC e a NVIDIA

Saulo Freitas comenta sobre as reuniões já realizadas sobre o tema de Processamento de Alto Desempenho e Qualidade de Software (Luiz Flávio Rodrigues/INPE). Solicita que o Luiz Flávio apresente o seu relatório sobre as reuniões realizadas.

Luiz Flávio apresenta um resumo das ações da construção do documento de padronização dos códigos. Comenta que, inicialmente, esse documento está sendo escrito em linguagem Markdown e que está sendo versionado no Portal do Projeto MCSTU utilizando o sistema de controle de versões Subversion (de forma provisória, pois o objetivo é a utilização do sistema de controle de versões Git a ser instalado dentro do ambiente de computação do INPE). O documento trata sobre os padrões de qualidade de software. Cita também que no Portal do Projeto MCSTU, foram criados fóruns para a discussão dos seguintes tópicos: padrão de codificação, metodologia de testes, métodos de desenvolvimento e gestão de desenvolvimento ágil.

Luiz Flávio continua sua comunicação reportando sobre as reuniões realizadas com as empresas do setor privado NEC, IBM e NVIDIA. Estas empresas, além de venderem seus produtos, prestam também serviços de PAD. Elas tem interesse em fazer parcerias que lhes permitam aprimorar seus produtos e serviços. Nesse sentido, no escopo do MCSTU, é vantajoso para os desenvolvimentos a serem realizados devido a expertise desenvolvida por elas. A NVIDIA é uma empresa que desenvolve GPU (Graphics Processor Unit), um tipo de co-processador gráfico e ela foi responsável por portar o modelo MPAS (Model for Prediction Across Scales) para a IBM (o IBM GRAF). A NVIDIA realizou duas apresentações sobre os seus desenvolvimentos e, sobre a primeira, Luiz Flávio destaca o pragmatismo que a NVIDIA teve em não modificar sobremaneira o código, de forma a reduzir o impacto destas alterações para o pesquisador que o desenvolveu. Na segunda apresentação da NVIDIA, foram apresentados exemplos sobre os trabalhos realizados pela empresa no núcleo dinâmico do modelo MPAS e outros modelos com os quais trabalharam. Sobre essa apresentação, Luiz Flávio destaca as diferenças entre os exemplos dos códigos originais e os códigos portados, com o uso de diretivas do OpenACC, para que este possa ser executado em GPU. Nos exemplos apresentados (e.g., ICON, MPAS, FV3, IFS), os ganhos obtidos são consistentes (i.e., podem ser observados em quase todos os modelos trabalhados). Sobre a portabilidade dos códigos dos modelos para GPUs, Luiz Flávio conclui dizendo que atualmente é muito mais simples realizar esta transição. Em relação à apresentação da NEC, Luiz Flávio comenta que foi apresentado o uso do novo sistema desenvolvido pela empresa, o TSUBASA (placas de processamento vetorial plugáveis), que é um sistema vetorial, assim como as arquiteturas dos NEC SX3 (1994-1998), SX4 (1998-2004) e SX6 (2004-2007), utilizados anteriormente pelo CPTEC antes da transição para as máquinas massivamente paralelas, cluster Sun (2007-2010) e Cray XE6 (2010-2021) e XC50 (2018-) (1), (2), (3), (4), (5), (6). Luiz Flávio comenta que a NEC realizou testes com os modelos BAM (Brazilian Atmospheric Model) do CPTEC e WRF (Weather Research and Forecasting model), portados para uso com as placas TSUBASA, com as quais obtiveram ganhos de performance, o que demonstra a capacidade das placas no aprimoramento do desempenho de modelos numéricos para previsão de tempo e clima. Em relação ao modelo MPAS, a empresa reportou que obteve ganhos de até 2 vezes na performance do modelo. Em relação ao modelo FV3, os testes com as placas TSUBASA estão em desenvolvimento. Luiz Flávio ressalta que o fator mais importante, em relação à solução da NEC, está na redução do consumo de energia elétrica com o uso das placas TSUBASA (redução expressiva da razão Watts/Flop).

Luiz Flávio conclui o resumo das apresentações das empresas de PAD afirmando que os núcleos dinâmicos e modelos abordados, apresentam boa portabilidade para diferentes arquiteturas (GPU), principalmente devido ao uso do OpenACC. A solução da NEC é interessante, pois abre a perspectiva de utilização de uma máquina de arquitetura híbrida, a qual deve ser considerada nas aquisições a serem feitas no futuro. Os resultados apresentados pelas empresas, mostram que há melhorias importantes na performance dos modelos utilizando GPUs, em relação às versões massivamente paralelas dos modelos. Complementa dizendo que é importante ter acesso às arquiteturas para validar os testes realizados pelas empresas e realizar testes próprios com os núcleos dinâmicos a serem selecionados para o MCSTU. Informa que a empresa Dell ofereceu acesso à alguns modelos de máquinas que fabrica e que é salutar manter as empresas fabricantes próximas, em contínuo contato com o subgrupo de PAD do MCSTU, tanto para o desenvolvimento do código quanto para a troca de informações.

Saulo Freitas agradece ao Luiz Flavio pela exposição e questiona sobre o prazo médio que a NVIDIA estimou para portar os códigos atualmente em uso para GPUs, utilizando as diretivas do OpenACC.

Luiz Flávio, Pedro Dias e Saulo Freitas, comentam que, considerando um código de microfísica de nuvens, com aproximadamente 10.000 linhas, a estimativa é de aproximadamente 2 meses. Nesse aspecto, a solução apresentada pela NVIDIA ainda permite que o código possa ser executado em máquinas massivamente paralelas. Luiz Flávio complementa dizendo que no caso do modelo BAM, muitas partes do modelo estão escritas em linguagem Fortran pura, o que facilitaria a portabilidade, além de permitir que estas partes do código também sejam otimizadas. Comenta também que algumas físicas que a NVIDIA portou para uso com GPUs, são também físicas utilizadas pelo modelo, o que já adiantaria parte do trabalho. Saulo Freitas complementa dizendo que é necessário continuar a desenvolver os modelos atualmente em uso e adquirir o know-how necessário sobre como fazer esta portabilidade.

Saulo Freitas questiona, no âmbito do MCSTU, como um tipo de suporte de PAD pode ser organizado para dar apoio às universidades para que estas possam fazer uso destas tecnologias.

Luiz Flávio argumenta que não é mais uma verdade absoluta afirmar que o ambiente acadêmico está distante das atividades de PAD. Cita como exemplo os alunos do professor Álvaro Luiz Fazenda/UNIFESP que tem colaborado em algumas atividades de PAD no centro. Outro aspecto, é o fato de que os fabricantes das máquinas tem também o interesse em formar os especialistas em PAD. O MCSTU pode ser um canal entre o INPE e as universidades, para formar pessoal nessa direção.

Pedro Dias comenta sobre a familiaridade com o uso das GPUs. Atualmente é mais comum do que antes, mas principalmente na área de Ciências da Computação. Em outras áreas, como a da Meteorologia e da Oceanografia, é mais difícil encontrar muitas pessoas familiarizadas com o assunto. No IAG está sendo feito um esforço no sentido de oferecer cursos de verão como formação complementar para os alunos. Incentiva que os membros do CC do MCSTU exponham seus alunos à estas novas tecnologias e arquiteturas mais modernas de processamento. Comenta também sobre a necessidade de se ter material introdutório, seminários e aulas sobre as novas tecnologias que possam ser distribuído entre os membros do CC do MCSTU.

Luiz Flávio comenta que, em grande medida, as facilidades atuais para portar os códigos se devem à evolução dos compiladores. Acrescenta que será mais importante ainda a proximidade entre cientistas da computação e os cientistas que desenvolvem a dinâmica e a física dos modelos. Isso é necessário para que os desenvolvimentos iniciais já estejam preparados, e.g., às estruturas de dados adequadas às arquiteturas de computadores a serem utilizadas.

Haroldo Campos concorda com o Luiz Flávio e cita o exemplo, no escopo do engenharia de software e qualidade de projeto, o software de telemetria para controle de satélites desenvolvido pelo LAC. Cita também a necessidade de que todos possam participar de minicursos introdutórios práticos para que as pessoas possam ser informadas sobre como atuar nesse tipo de programação. Recomenda a organização de um minicurso de computação heterogênea.

Saulo Freitas concorda com Haroldo Campos e cita a importância de organizar workshops móveis com os grupos de PAD para fazer treinamentos in loco e ajudar a resolver problemas. A premissa é permitir que toda a comunidade tenha condições de trabalhar no código do MCSTU. Acrescenta que a NVIDIA se comprometeu em fazer um benchmark do modelo BAM atmosférico (com oceano e gelo prescritos), determinístico com 10 km de resolução horizontal e com grade uniforme, para 10 dias de previsão, considerando uma janela de processamento de 2 horas. Esse benchmark, a ser divulgado em outubro de 2021, ajudará a entender que tipo de máquina será necessária para a realização do MCSTU.

Pedro Dias comenta que o a interação entre os cientistas da computação e os cientistas dos modelos deve ser feita em duas vias, i.e., é importante que os cientistas do modelo também comuniquem e expliquem como as partes do modelo devem se comunicar (em termos das interações entre as diferentes componentes físicas do sistema terrestre).

Gilvan Sampaio comenta que será feita a divulgação do MCSTU e que deverá haver um seminário na 2a. quinzena de outubro de 2021 no INPE.

Luciano Pezzi comenta que é fundamental a aproximação entre os grupos de PAD e aplicações. É fundamental ter a percepção técnica do pessoal de PAD, sobre o que é factível e sobre o que é possível fazer com a modelagem oceânica. Qualquer decisão a ser tomada deve considerar o que já está em desenvolvimento. Sobre os acopladores, também há vários e eles são gargalos computacionais, conclui que é importante discuti-los.

Pedro Dias argumenta que o tema dos acopladores está no topo da lista e é um tema importante. É necessário identificar quem está interessado nesse assunto e chamá-los para discussão. São questões práticas e teóricas que são tão importantes quanto e as escalas de tempo são um exemplo disso. Cita que até hoje, o ECMWF ainda não entrou na linha dos modelos não hidrostáticos muito provavelmente devido aos processos de acoplamento.

Haroldo Campos acrescenta que o acoplador não serve apenas para o modelo atmosférico e oceânico, mas também para o modelo hidrológico.

Luiz Flavio informa que a NVIDIA portou o MOM4 para GPU e que portanto a experiência deles envolve também modelos oceânicos.

Enio Bueno comenta que, sobre a programação híbrida, é necessário pensar na física do processo. Não acredita que o cientista do modelo deve empregar muito tempo aprendendo a programar em GPU, se a física ainda não está bem definida e que é necessário empenhar mais tempo para formar a massa crítica que pensará nos problemas físicos. Conclui dizendo que o problema técnico da computação deve ser resolvido pelos cientistas da computação.

Luiz Flavio argumenta citando o conceito de pair programing (programação em pares, entre pesquisador e programador). É uma mudança de paradigma na comunidade de modelagem numérica do sistema terrestre, que tem uma forma específica de trabalhar. Os métodos ágeis podem ser adaptados à esta forma de trabalho.

Pauta 6 - Breve Homenagem ao Professor Saulo Rabello Maciel de Barros

Pedro Dias, Pedro Peixoto, Enio Bueno, Paulo Kubota, Luiz Flávio e Saulo Freitas compartilham suas experiências de vida e profissionais com o Professor Saulo Barros e prestam suas homenagens à sua memória e legado.

Ações Para a Próxima Reunião

  1. Enquete para votação do nome do modelo comunitário do sistema terrestre unificado;
  2. Apresentação das perspectivas para a componente atmosférica do MCSTU (Saulo Freitas e Pedro Dias);
  3. Apresentação das perspectivas para a Assimilação de Dados do Sistema Terrestre com o JEDI (João Gerd);
  4. Breve comunicação dos demais membros do CC do MCSTU sobre as ações de organização dos subgrupos.
Referências
  1. INPE. Notícia (SJC, 17/03/2006) - Supercomputador do INPE atende comunidade científica do país http://www.inpe.br/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=589
  2. INPE. Notícia (SJC, 16/01/2007) - INPE compra equipamento de olho na próxima geração do supercomputador do CPTEC. 2007. http://www.inpe.br/urc/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=938
  3. CPTEC. Histórico - Supercomputadores - CPTEC/INPE. 2010. https://www.cptec.inpe.br/supercomputador/historico.php
  4. MENDES, C.; STEPHANY, S. Programação de Sistemas Massivamente Paralelos. CAP Computação Aplicada - INPE. 2018. http://www.lac.inpe.br/~celso/cap396-2018/AULAS/Aula-2.pdf
  5. SOUZA, C. R. Avaliação de técnicas avançadas de comunicação MPI na execução do modelo BRAMS. 2018. 108 p. IBI: <8JMKD3MGP3W34R/3R6QKR8>. (sid.inpe.br/mtc-m21c/2018/05.25.12.46-TDI). Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), São José dos Campos, 2018. Disponível em: http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3R6QKR8
  6. STEPHANY, S. Uma breve história da supercomputação. CAP - Computação Aplicada - INPE. 2021. http://www.lac.inpe.br/~stephan/CAP-372/super2021k-linux.pdf
Anexos