A ca­pa­ci­dade de cálculo dos com­pu­ta­do­res modernos é medida em FLOPS, uma unidade que re­pre­senta as operações de ponto flutuante por segundo. Os sistemas mais avançados atingem níveis de ExaFLOPS, o que significa um trilhão (1018) de operações por segundo. Essa ca­pa­ci­dade de pro­ces­sa­mento é essencial para cálculos complexos.

O que são FLOPS e para que servem?

A sigla FLOPS vem do termo**“Floating** Point Ope­ra­ti­ons per Second”(ou seja, operações de ponto flutuante por segundo) e mede quantas operações de ponto flutuante um com­pu­ta­dor pode realizar por segundo. A arit­mé­tica de ponto flutuante é essencial em cálculos ci­en­tí­fi­cos, si­mu­la­ções, in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e outras apli­ca­ções que requerem grandes quan­ti­da­des de poder com­pu­ta­ci­o­nal. Ao contrário das operações com números inteiros, os números de ponto flutuante permitem re­pre­sen­tar e calcular decimais com grande precisão.

O de­sem­pe­nho de um com­pu­ta­dor em FLOPS é medido através de testes de re­fe­rên­cia ou ben­ch­marks es­pe­cí­fi­cos, que avaliam quantas operações de ponto flutuante podem ser exe­cu­ta­das por segundo. São uti­li­za­dos programas como LINPACK ou HPCG, que realizam cálculos ma­te­má­ti­cos complexos e medem a ve­lo­ci­dade de pro­ces­sa­mento em condições realistas. O de­sem­pe­nho real pode variar de acordo com o hardware, a oti­mi­za­ção do software e o tipo de cálculos.

Quantos FLOPS equivalem a um ExaFLOPS?

Um ExaFLOP equivale exa­ta­mente a 1018 FLOPS, ou seja, um trilhão de operações de ponto flutuante por segundo. Em com­pa­ra­ção, um PetaFLOP (1015 FLOPS) é mil vezes menor que um ExaFLOPS, e um TeraFLOP (1012 FLOPS) é um milhão de vezes menor.

Que outras unidades de FLOPS existem e como podem ser con­ver­ti­das em ExaFLOPS?

Existem várias unidades de FLOPS que se di­fe­ren­ciam pela quan­ti­dade de operações por segundo que re­pre­sen­tam. Aqui está uma tabela de conversão para ExaFLOPS:

Unidade Valor em FLOPS Conversão para ExaFLOPS
KiloFLOP 103 FLOPS (1000) 10-15 ExaFLOPS
MegaFLOP 106 FLOPS (1 milhão) 10-12 ExaFLOPS
GigaFLOP 109 FLOPS (1000 milhões) 10-9 ExaFLOPS
TeraFLOP 1012 FLOPS (1 bilião) 10-6 ExaFLOPS
PetaFLOP 1015 FLOPS (1000 biliões) 10-3 ExaFLOPS
ExaFLOP 1018 FLOPS (1 trilhão) 1 ExaFLOP

Estas unidades permitem comparar melhor o de­sem­pe­nho de di­fe­ren­tes sistemas.

Quantos FLOPS atingem os com­pu­ta­do­res e as unidades de pro­ces­sa­mento gráfico?

Os su­per­com­pu­ta­do­res modernos já atingem a faixa dos ExaFLOPS. O primeiro su­per­com­pu­ta­dor ExaFLOPS foi o chinês Tianhe-3, do Centro Nacional de Su­per­com­pu­ta­ção em Guangzhou, que atinge até 1,7 ExaFLOPS. Outros su­per­com­pu­ta­do­res, como o americano Frontier, também atingiram valores na faixa dos ExaFLOPS.

As placas gráficas de gama alta, uti­li­za­das para vi­de­o­jo­gos e apren­di­za­gem au­to­má­tica, também atingem valores elevados de FLOPS, mas ainda estão longe de atingir o nível de ExaFLOPS:

  • NVIDIA RTX 4090: apro­xi­ma­da­mente 82 TeraFLOPS (0,000082 ExaFLOPS) para cálculos FP32, com over­cloc­king que pode ul­tra­pas­sar os 1000 TeraFLOPS.
  • NVIDIA H100 SXM: cerca de 989 TeraFLOPS (0,000989 ExaFLOPS) para cálculos FP32 em Ten­sor­co­res.
  • NVIDIA A30: apro­xi­ma­da­mente 10,3 TeraFLOPS (0,000010 ExaFLOPS) para cálculos FP32.
  • AMD Radeon RX 7900 XTX: apro­xi­ma­da­mente 61 TeraFLOPS (0,000061 ExaFLOPS) para cálculos FP32.

Enquanto as GPUs são oti­mi­za­das para cálculos paralelos em in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e pro­ces­sa­mento gráfico, os su­per­com­pu­ta­do­res são uti­li­za­dos para si­mu­la­ções ex­tre­ma­mente complexas na ciência e na indústria.

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