A Europa entra na era da exaescala com o supercomputador JUPITER

A Europa entrou oficialmente na era da exaescala com a entrada em funcionamento do JUPITER, o primeiro supercomputador do continente capaz de ultrapassar um bilião de biliões de operações por segundo. O sistema está operacional e foi apresentado numa cerimónia com responsáveis europeus e alemães — um marco para a ciência, a indústria e a soberania digital da região.

O que significa “exaescala”, em linguagem simples

A velocidade de um computador mede-se pelo número de operações aritméticas que consegue executar por segundo. Exaescala significa, no mínimo, um quintilião (10¹⁸) de operações por segundo. Se o número lhe parece abstrato, pense assim: um sistema em exaescala realiza em um segundo o que um portátil de alto desempenho levaria muitos anos a concluir. Os Estados Unidos atingiram primeiro este patamar em 2022 com o supercomputador Frontier; o JUPITER traz esse nível de capacidade para a Europa pela primeira vez e coloca investigadores e empresas do continente na primeira linha da computação mundial.

A máquina: como o JUPITER atinge a exaescala

O JUPITER combina várias tecnologias de ponta para alcançar desempenho em exaescala, mantendo ao mesmo tempo uma eficiência energética invulgar para a sua classe:

• Plataforma de processadores. O sistema recorre a Superchips NVIDIA Grace Hopper (GH200), que integram CPU e GPU no mesmo módulo para acelerar tanto simulações científicas clássicas como cargas de trabalho de inteligência artificial.
• Arquitetura do sistema. Assente em armários BullSequana XH3000 da Eviden, com arrefecimento líquido direto por água morna, o JUPITER foi concebido para uma densidade de computação extrema e uma evacuação de calor altamente eficiente.
• Escala e interligação. Cerca de 24.000 Superchips GH200 estão ligados através de NVIDIA Quantum-2 InfiniBand, com aproximadamente 51.000 ligações de alta velocidade, permitindo movimentar dados em ritmos excecionais e manter todos os processadores plenamente ocupados.
• Armazenamento e centro de dados. O sistema integra quase um exabyte de armazenamento e está instalado num complexo modular com cerca de 50 unidades pré-fabricadas, um desenho que acelerou a implantação e facilitará futuras expansões.

Em cálculo científico de dupla precisão (FP64), o JUPITER executa cerca de um quintilião de operações por segundo. Para cargas de IA que utilizam precisões numéricas mais baixas, prevê-se que atinja até cerca de 90 “exaflops de IA” de pico teórico, figurando também entre os supercomputadores de inteligência artificial mais poderosos do mundo.

Quem o construiu — e por que isso conta também no plano político

O JUPITER é um projeto da EuroHPC, financiado e executado por uma coligação que reúne a Parceria Europeia para a Computação de Alto Desempenho (EuroHPC JU), o Governo Federal alemão, o estado da Renânia do Norte-Vestefália e um consórcio industrial liderado pela Eviden (Atos) e pela ParTec, com a NVIDIA a fornecer a plataforma de computação acelerada. O resultado é o primeiro sistema em exaescala da Europa e, desde a sua apresentação, o mais rápido do continente e entre os mais velozes do mundo. Para lá do prestígio, reforça a soberania tecnológica europeia ao oferecer a investigadores e empresas capacidade de computação de topo em território europeu, reduzindo dependências estruturais de infraestruturas externas.

Politicamente, isso é decisivo. O cálculo de alto desempenho (HPC) sustenta avanços em inteligência artificial, segurança, política climática, automóvel, farmacêutica e muitos outros setores. Países com capacidade em exaescala iteram mais depressa, mantêm dados sensíveis sob a sua própria jurisdição e constroem ecossistemas de talento e indústria em torno dos seus centros. A entrada em operação do JUPITER sinaliza uma ambição clara: fazer da Europa um produtor — e não apenas um consumidor — de computação na fronteira do possível.

Para que será usado o JUPITER

O supercomputador já está destinado a um vasto leque de projetos científicos e industriais:

• Clima e meteorologia. Equipas como a do Max Planck Institute for Meteorology executam simulações climáticas com resolução ao quilómetro, capazes de representar com maior fidelidade trovoadas severas, precipitação extrema e outros eventos de alto impacto. Este salto de resolução, antes impraticável, pode traduzir-se em previsões mais fiáveis e em melhores fundamentos para políticas públicas.
• Energia e materiais. As simulações em exaescala aceleram a conceção de baterias de nova geração, catalisadores, semicondutores e sistemas de energias renováveis, permitindo testar ideias em ambiente virtual antes de chegar ao protótipo. Na prática, encurtam ciclos de I&D e reduzem o custo da descoberta.
• Inteligência artificial. O JUPITER é também o supercomputador de IA mais avançado da Europa, concebido para treinar grandes modelos de linguagem (LLM) em múltiplas línguas europeias e para viabilizar modelos fundacionais para imagem, vídeo e dados multimodais. Manter o treino em infraestruturas europeias facilita a conformidade com os enquadramentos locais de proteção de dados e soberania digital.
• Medicina e neurociências. Simuladores neuronais de alta fidelidade irão modelar a atividade cerebral até ao nível subcelular, com relevância para doenças como Alzheimer e epilepsia. Campanhas de dinâmica molecular abordarão conjuntos biomoleculares gigantes, aproximando o objetivo de gémeos digitais de órgãos para testar fármacos e terapias in silico.
• Investigação em computação quântica. Graças à enorme memória e largura de banda, o JUPITER deverá estabelecer recordes na simulação de circuitos quânticos, ultrapassando limites anteriores de qubits simuláveis. Assim, é possível validar algoritmos e arquiteturas de hardware antes de os dispositivos físicos atingirem essa escala.

Eficiência energética: muita potência, pegada controlada

Supercomputadores podem consumir dezenas de megawatts; a eficiência não é detalhe, é condição. O JUPITER foi pensado desde o início para maximizar o desempenho por watt.

• O arrefecimento direto por água morna retira calor de CPUs e GPUs muito mais eficientemente do que o ar. Como a água sai dos bastidores a uma temperatura aproveitável, essa energia pode ser reutilizada.
• O campus prevê reaproveitamento do calor residual para aquecer edifícios próximos, transformando um subproduto numa vantagem e reduzindo a pegada global da instalação.
• A eficiência do silício conta: a arquitetura Grace Hopper é otimizada para desempenho elevado por watt, tanto em simulação como em IA, permitindo obter mais resultados com a mesma energia.
• Antes da implantação completa, um bastidor piloto com a mesma tecnologia liderou o Green500 em eficiência energética; o sistema final é apontado como o mais eficiente entre os cinco supercomputadores mais rápidos do mundo. A combinação — rara — de velocidade de elite e eficiência recorde é crucial num contexto de crescimento do consumo elétrico dos centros de dados.

Em suma, o desenho responde de frente às preocupações ambientais: sim, a exaescala é poderosíssima, mas não tem de ser sinónimo de desperdício.

Porque é importante para a economia europeia

Decisores públicos e setor privado encaram o JUPITER como uma plataforma científica e económica. Com a IA e a simulação avançada já vitais em setores que vão da biotecnologia e do automóvel à finança e à energia, dispor de capacidade em exaescala na Europa é uma alavanca competitiva concreta:

• Reduz barreiras para que start-ups e PME europeias treinem modelos de IA de última geração e executem simulações em larga escala sem exportar dados nem depender de fornecedores extra-UE.
• O conceito de JUPITER AI Factory visa proporcionar um acesso de tipo “nuvem”, essencial para empresas que necessitam de picos massivos de computação sem possuir supercomputador próprio.
• Ao alinhar missões científicas de interesse público com o acesso industrial, a Europa pode acelerar a transformação de avanços em HPC em produtos: materiais mais seguros, veículos mais leves, sistemas energéticos mais limpos e progressos médicos tangíveis.

Há também uma dimensão de talento. Infraestruturas como o JUPITER atraem e retêm engenheiros, matemáticos, químicos e informáticos; criam percursos de formação com universidades, financiam doutoramentos ancorados em problemas reais e consolidam clusters regionais de inovação. Com o tempo, forma-se um círculo virtuoso: melhores ferramentas atraem melhores profissionais; melhores profissionais constroem melhores ferramentas.

Como ficou pronto tão depressa

A implantação rápida foi possível graças a um abordagem modular de centro de dados: unidades pré-fabricadas de alta tecnologia montadas como “blocos” que compõem a infraestrutura completa. Isto encurtou a obra, reduziu as intervenções no local e facilitará expansões à medida que evoluem as gerações de chips. O local integra distribuição elétrica, redes e arrefecimento líquido numa configuração que privilegia a manutenibilidade e a alta disponibilidade. É um modelo que a Europa pode reutilizar na próxima vaga de máquinas, com mais consistência e menor risco de projeto.

Acesso, governação e gestão de dados

Um supercomputador desta escala levanta questões sobre quem o pode usar e em que condições. A rota de evolução do JUPITER prevê um misto de cargas académicas, de interesse público e industriais, atribuídas por concursos avaliados por pares, iniciativas estratégicas e canais comerciais. É essencial uma governação clara: políticas de alocação transparentes; proteção e segurança robustas para dados sensíveis; e adesão aos princípios europeus de proteção de dados, segurança e responsabilidade na IA. Com estes guardarraios, o JUPITER pode alargar o acesso sem comprometer a confiança.

Desafios a acompanhar

Mesmo com um arranque bem-sucedido, há temas que exigem atenção contínua:

• Maturidade do software. O desempenho máximo requer código otimizado para GPUs, memória de alta largura de banda e interligações complexas. Muitas aplicações científicas ainda precisam de modernização profunda.
• Escalonamento justo. Equilibrar megaprojetos (como simulações climáticas em escala continental) com propostas mais pequenas, mas promissoras, de equipas jovens ou start-ups exige políticas cuidadosas e comunicação clara.
• Ciclo de vida e atualizações. O hardware em exaescala evolui rapidamente. Planear atualizações incrementais, logística de peças e compatibilidade com futuros processadores manterá o sistema competitivo.
• Mercados de energia. Embora muito eficiente, o JUPITER consome potência significativa. Contratos de longo prazo para eletricidade verde e investimentos contínuos em reaproveitamento de calor ajudarão a conter custos e emissões.

Um novo amanhecer para o supercomputing europeu

O JUPITER não é apenas um computador maior; é uma plataforma de descoberta e competitividade. Para a ciência, desbloqueia simulações com maior resolução e horizontes temporais mais longos do que nunca — de modelos climáticos capazes de resolver trovoadas a sistemas moleculares que roçam a complexidade da vida. Para a indústria, viabiliza ciclos de produto mais rápidos, projetos mais seguros e IA mais capaz, treinada com línguas e dados europeus. Para os decisores, demonstra que a cooperação pan-europeia pode entregar, com eficiência e a tempo, infraestruturas no limite do tecnicamente possível.

A corrida da exaescala está longe do fim; as máquinas continuarão a tornar-se mais rápidas, especializadas e eficientes. Mas, com o JUPITER ligado e já a trabalhar, a Europa deu um passo definidor — de consumidora a protagonista da computação mais avançada do mundo.