FLOPS

FLOPS (flops, FLOP/s ou flop/s) é um acrônimo na computação que significa FLoating-point Operations Per Second (operações de ponto flutuante por segundo). Isto é usado para determinar o desempenho de um computador, especificamente no campo de cálculos científicos, que fazem grande uso de cálculos com ponto flutuante; similar a instruções por segundo. O "S" no final do termo não denota plural, mas significa exatamente o que o acrônimo apresenta, segundo. Outra forma de escrever tal termo é flop/s. (Não confundir com a forma FLOP, expressão também acronímica, porém com outro significado: FLoating-point OPeration, ou "operação de ponto flutuante", ou seja, refere-se apenas à quantidade das operações de ponto flutuante sem delimitar tempo.)

Desempenho Computacional
Ordem de grandeza	Quantidade(flop/s)
megaflop/s	106
gigaflop/s	109
teraflop/s	1012
petaflop/s	1015
exaflop/s	1018
zettaflop/s	1021
yottaflop/s	1024

Já que dispositivos de computação têm enorme capacidade de processamento, convém utilizar unidades maiores que FLOPS, seus múltiplos. Os múltiplos mais utilizados são: megaflop/s (Mflop/s), gigaflop/s (Gflop/s), teraflop/s (Tflop/s), petaflop/s (Pflop/s) e exaflop/s (Eflop/s).

Em 2007 o mais rápido supercomputador, criado para empresa japonesa Riken, atingiu 1 petaflop/s. Resultado de uma parceria da Hitachi, da Intel e da NEC, ele associou 4 808 processadores Xeon Dual-Core (Dempsey). (Para fixar ideias, uma calculadora básica de 4 operações possui um desempenho de "apenas" 10 flop/s.)

Em outubro de 2010, uma versão melhorada do supercomputador chinês Tianhe-I, Tianhe-1A, equipado com 7 168 GPUs Nvidia Tesla e 14 336 processadores Intel Xeon tornou-se o supercomputador mais rápido do mundo, capaz de atingir 2,5 petaflop/s, à frente do supercomputador Jaguar, da Cray Inc.. O Tianhe-I é explorado como um sistema de livre acesso para a investigação científica que necessite de cálculo em grande escala e usa um sistema operativo Linux.

Medição de desempenho

Um benchmark deve estar disponível em todos os computadores de interesse. Um exemplo é o benchmark de LINPACK.

Há muitos fatores na performance do computador para medir da velocidade do calculo de pontos-flutuantes, como a performance de Entrada/Saída, comunicação do interprocessador, coerência de cache, e a hierarquia de memória. Isso significa que supercomputadores, em geral, são apenas capazes de uma pequena fração do seu desempenho teórico(obtido adicionando o pico de performance teórico de FLOPS de todos os elementos do sistema). Mesmo quando operando em paralelo cálculos muito grandes, o seu desempenho será lento, principalmente devido ao efeito residual da Lei de Amdahl.

Para aplicações comuns (não científicas), MIPS são de longe mais comuns. Medindo a velocidade de operação de pontos flutuantes, à princípio, não prevê corretamente como o processador vai executar uma tarefa. Entretanto, para um trabalho científico, como análise de informações, a medição de FLOPS é efetiva.

Historicamente, o primeiro uso sério e documentado de FLOPS como medida parece ser na justificativa da AEC ao congresso dos EUA para a compra do CDC 6600 nos anos 1960.

Recordes

Computadores

• O Core i7 980-X Extreme Edition da Intel atingia até 20 Gflop/s em 2016.
• CPUs mais recentes como Intel Core i5-13600, i7-11700K e AMD Ryzen 9 3900 passam dos 800 Gflop/s.
• CPUs mais populares em 2023 como AMD Ryzen 5-5500 e Intel Core i5-10500 fazem 430 Gflop/s cada.

Supercomputadores

• Em 25 de Maio de 2008, um supercomputador militar americano construído pela IBM, chamado "Roadrunner", alcançou o marco de computação de um petaflop de processamento com mais de 1,026 quatrilhão de cálculos por segundo. Ele liderou os rankings de Junho de 2008 e Novembro de 2008 no TOP500 dos mais poderosos supercomputadores (excluindo os computadores da rede). O nome do computador refere-se à ave do estado do Novo México, o Roadrunner Maior.

• Em novembro de 2008, a última atualização para o supercomputador Cray Jaguar XT5-HE do Oak Ridge National Laboratory (Laboratório de Oak Ridge) aumentou o poder do sistema de computação para 1,75 petaflop/s, ou um quatrilhão de cálculos matemáticos por segundo, tornando o Jaguar o supercomputador mais poderoso do mundo até o ranking de junho/2010 do Top500.

• Em outubro de 2010, a China conquistou o título de país com o supercomputador mais veloz do planeta, graças a supermáquina batizada de Tianhe-1A (contém 2,5 petaflop/s), que foi desenvolvido pela Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT, na sigla em inglês) e está instalado na cidade de Tianjin, onde será utilizado por cientistas de diversas áreas do conhecimento.

• O computador “K”, foi considerado o mais rápido do mundo, de acordo com o ranking TOP500, divulgado no dia 20 de junho de 2011, durante a Conferência Internacional de Supercomputadores (ICS 2011), realizada em Hamburgo, na Alemanha.
• Em Junho de 2014, o supercomputador da China Thina’s Tianhe-2, com um desempenho de 33,86 petaflops por segundo, manteve o título de sistema mais rápido do mundo pelo terceiro ano seguido.

Para ter uma noção melhor, em nível de comparação, o “K” é o equivalente ao poder de 1 milhão de pc em um só. O computador ainda está em desenvolvimento, mas possui uma configuração de 672 racks equipados por 68.544 CPUs, capaz de efetuar 8,162 petaflop/s ou 8,2 quatrilhões de operações por segundo, mais que o triplo do chinês Tianhe-1A, considerado o mais rápido na classificação anterior. "K" gasta 9,89 megawatts de energia, equivalente à energia de 10 mil casas e, deverá ficar pronto até novembro de 2012 quando terá 800 racks e 80 000 CPU e deverá atingir 10 petaflop/s. O "supercomputador" da Fujitsu, criado em parceria com o instituto japonês de pesquisa Riken, conta com um investimento perto de R$ 2,23 bilhões (112 bilhões de ienes ou, 975 milhões de Euros) e será destinado para cálculo de prognósticos da mudança climática, detalhou a agência Kyodo. O supercomputador brasileiro, Tupã, do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais ) mudou sua colocação de 29º para o 34º lugar no ranking. O mesmo realiza 205 trilhões de operações de cálculos por segundo e, processa em 1 minuto dados que um PC comum demoraria mais de uma semana.

Placas de Vídeo

• Em junho de 2008, a AMD lançou a ATI Radeon HD4800, que é feita para ser a primeira GPUs (placas de vídeo) a atingir uma escala em Tflop/s.

• Em 12 de Agosto de 2008 a AMD lançou a ATI Radeon HD 4870X2 com duas GPU R770 num total de 2,4 teraflop/s.

• Em 11 de Novembro de 2009 a AMD Lançou a ATi Radeon HD 5970 com um poder de 4,64 teraflop/s.

• Em Maio de 2013 a NVIDIA lançou ao preço de US$ 1 000,00 a placa de vídeo GeForce GTX 690. A GeForce GTX 690 é a junção de dois chips gráficos GTX 680 com uma estrutura apropriada para realizar a conexão entre os processadores. Ela tem muitas semelhanças com a placa mais robusta da NVIDIA, todavia, ela se diferencia em muitos aspectos de outras placas de dois núcleos da fabricante.

Dados da NVIDIA GeForce GTX 690:

   CUDA Cores: 3.072;
   Base clock: 915 MHz;
   Boost clock: 1.019 MHz;
   Memória: 4 GB GDDR5;
   Interface da memória: 512-bits;
   Velocidade de memória: 6 Gbps;
   TDP: 300 W;
   BUS Interface: PCI Express 3.0.

Computação distribuída

A computação distribuída utiliza a Internet para ligação de computadores pessoais para conseguir mais flops:

• Bitcoin Network Hashrate - maio/2013 - médias superiores a 1038 Pflop/s ou 1 EXAFLOP/s.
• Folding@Home - abril/2020 - alcançou 2,3 Eflop/s, sendo o primeiro projeto de computação de qualquer tipo a atravessar o marco dos 2 Eflop/s. Este nível de desempenho é devido principalmente ao esforço somado de uma vasta gama de PlayStation 3, Microcomputadores e poderosas unidades GPU (placas de vídeo).
• BOINC - ago/2008 - consegue médias acima de 2,2 Pflop/s.
• SETI@Home - 697 Tflop/s.
• Einstein@Home - 150 Tflop/s.

Ligações externas

• Cálculo de Teraflops