A Era da Fog Computing e as redes de computação das crypto moedas

Nesta semana, a Business Insider informou que quase US$ 6 trilhões serão gastos em soluções IoT no decorrer dos próximos cinco anos e, em 2020, 34 bilhões de dispositivos serão conectados à Internet, dos quais 24 bilhões serão dispositivos IoT. Com uma crescente demanda por soluções IoT nas empresas, a necessidade de dados a serem processados rapidamente, substancialmente e no local é essencial. É aqui que entra a “Fog Computing”.

Cloud Computing, é definido como um grupo de computadores e servidores conectados entre si pela Internet para formar uma rede. Hoje, como muitas empresas e grandes organizações estão começando a adotar a Internet das Coisas, a necessidade de grandes quantidades de dados a serem acessados com maior rapidez e localmente é sempre crescente. Este é o lugar onde o conceito de “Fog Computing” é lançado.

Fog Computing, ou “fogging”, é uma infra-estrutura distribuída na qual certos processos, serviços ou aplicações são gerenciados na borda da rede(a chamada Edge Computing) por um dispositivo inteligente, mas outros ainda são gerenciados na nuvem. É, essencialmente, uma camada intermediária entre a nuvem e o hardware para permitir um processamento, análise e armazenamento de dados mais eficientes, o que é conseguido reduzindo a quantidade de dados que precisam ser transportados para a nuvem.

Um exemplo na Internet das Coisas pode ser um sistema de iluminação inteligente que opera com base no movimento. Quando há movimento detectado, esses dados precisam ser processados para aferir o resultado de que as luzes estejam ligadas, e vice-versa, quando nenhum movimento foi detectado por um período de tempo, é preciso tomar uma decisão para que as luzes sejam ativadas ou não. Estes dados e decisões resultantes são melhores processados na borda. A empresa que executa o sistema de iluminação inteligente também pode querer rastrear a eficiência energética e quanto tempo as luzes estavam ligadas. Os dados que fornecem esta “imagem maior” de como a iluminação inteligente está sendo utilizada exigiriam que dados sejam agrupados e processados por um sistema de relatórios executado na nuvem.

Ken Hosac, vice-presidente de Desenvolvimento de Negócios da Cradlepoint, define o conceito de Fog Computing como uma “extensão da computação em nuvem ao extremo da Rede”. Ele afirma que, para fazer isso, Fog Computing é:

• Adicionando processos e recursos de memória aos dispositivos Edge
• Pré-processamento de dados coletados no Edge
• Enviando resultados agregados para a nuvem

À medida que as empresas que adotam as soluções IoT veem os benefícios adicionais de tecnologias 4G confiáveis e expandem seu uso disso, tornou-se claro que os sistemas atuais de computação em nuvem não serão necessariamente capazes de lidar com toda a carga de dados – e é aí que a computação em nevoeiro entra em jogo.

De acordo com a Markets and Markets, estima-se que o mercado Cloud High Performance Computing (HPC) cresça para US$ 10,83 bilhões em 2020, ante US$ 4,37 bilhões em 2015. Ao mesmo tempo, ao longo dos próximos cinco anos, prevê-se que quase US$ 6 trilhões serão gastos em soluções IoT (de acordo com o Business Insider), é claro que, com esses números, o investimento em computação em névoa continuará a ser um tema ativo entre investidores e empresas.

Sobre o poder de fogo de uma rede computacional descentralizada

Para se ter uma noção do poder de fogo de uma Fog Network basta observar seu poder computacional frente ao poder de processamento dos supercomputadores existentes em atividade no mundo. Há uma crescente de demanda por poder computacional e poucos supercomputadores disponíveis tanto nos centros de pesquisa, quanto cotas de processamento nestes locais. Peguemos o exemplo da Genentech e da empresa Cycle Computing que criou vários clusters utilizando o Amazon Elastic Compute Cloud, que se estende a vários milhares de núcleos. A Genentech, precisava de todo o poder de 10.000 núcleos, para realizar um estudo e processamento sequencial de moléculas de proteínas. Os cientistas liderados por Jacob Corn, precisariam de vários meses para simular interações em suas instalações, em vez de 8 horas com a ajuda de serviços na nuvem da Amazon.

Cycle Computing montou um cluster em nuvem colossal com o seguinte tamanho: 10.000 núcleos = 1.250 processadores com oito núcleos cada, 8,75 TB d(Terabytes)e RAM e um sistema de 2 PB(Pentabytes). Portanto, os engenheiros demoraram apenas 45 minutos para cumprir os requisitos do cliente. O cluster “existiu” por 8 horas e custou ao cliente US$ 8500, uma bagatela diante da possibilidade deles comprarem um supercomputador(algo em torno de US$50 milhões um Cray mais barato) ou alugar cotas em algum centro de pesquisa ou meses se fossem utilizar a rede Boinc da World Community Grid, por exemplo.

A Cycle Computing acredita que o cluster criado por eles poderia ocupar o lugar 114º no ranking dos supercomputadores mais poderosos do mundo, com uma performance de cerca de 66 teraflops. Os dados são um pouco desatualizados, mas, no entanto, pode-se imaginar o volume da capacidade da AWS e enquanto o poder dos supercomputadores TOP10 no mundo é ~ 0.2 exaflops, a potência total de todos os supercomputadores TOP500 pode ser designada como 0,5 exaflops. O poder da rede bitcoin é de aproximadamente 51.000 exaflops. Mas mesmo diante de colossal poder computacional da rede bitcoin, a verdade é que você precisa entender que os dispositivos ASIC para mineração não pode se igualar em universalidade, por exemplo, com supercomputadores na plataforma x86. Esses mineiros só podem contar bitcoins e nada mais, são inúteis para a ciência. Porém, eles queimam muita eletricidade em escala global.

“Embora os cálculos de números inteiros usando o algoritmo SHA256 sejam difíceis de comparar com operações de ponto flutuante”, disse Ackermann, nos testes padrão do LINPACK, Rpeak e Rmax, cada um de nossos sistemas superou os supercomputadores mais rápidos do mundo. Cada um deles contém mais de 6 milhões de núcleos, que é duas vezes maior que o de Tianhe-2, o primeiro supercomputador na lista PetaFLOP, mas custa menos, ocupa menos espaço e consome 20 vezes menos energia. Nossos supercomputadores com um modelo quase-oportunista de programação paralela em massa de tarefas levam a mineração a um novo nível – o nível de exahashes.” – Cycle Computing

Sobre o poder na mineração em placas de vídeo que compõe o hardware padrão das redes descentralizadas de mineração de crypto moedas, podemos afirmar com confiança sobre uma maior versatilidade e a capacidade de executar tarefas, especialmente porque as fazendas de mineração construídas em placas de vídeo possuem CPUs padrão com um conjunto completo de algoritmos, uma quantidade suficiente de RAM e um disco rígido. É mais sobre o uso de fazendas para mineração construídas em GPU. O crescimento da capacidade é muito rápido, a complexidade da maior rede Ethereum é 24 terahash e cerca de 35 terahash nas demais redes das diversas altcoins. Levando em consideração as fórmulas aproximadas para transferir capacidades de hashes para flops que são usadas para a rede bitcoin (de acordo com bitcoinwatch.com 1hash = 12.697FLOPs, é importante ressaltar a diferença qualitativa do poder de computação) e os parâmetros estatísticos médios de uso em GPU (6 Tflops = 30mh / s). Assim, 24 terahash envolvidos na rede ethereum possuem capacidade completa de computar qualquer tipo de cálculo e demanda computacional. Em futuro próximo, haverá uma liberação dessas capacidades durante a transição de Ethereum para PoS(Proof of Stake).

Projetos open source e baseados nos conceitos de blockchain e da computação descentralizada e distribuída vem surgindo e podemos citar dois que podem impactar violentamente o mercado de Fog Computing: Golem Project e SONM(Supercomputer Organized by Network Mining). Ambos operam com o conceito de computação descentralizada e distribuída utilizando o poder computacional das redes crypto,essencialmente da Ethereum. A diferença de ambos é que a Golem opera com o paradigma de criar sua própria rede, enquanto a SONM utilizando o conceito universalista da IoE(Internet of Everything). Esta última com um poder computacional colossal. O cluster AWS que realizou a missão de pesquisa Genentech para moléculas de proteína teve um poder de 66 teraflops = 0.000066 exaflops. Por sua vez, isto é de 1 a 120.000 dos possíveis recursos da SONM (aproximadamente 8 exaflops / 0.000066 teraflops = 120.000).

Estamos inclinados a afirmar que os 8 exaflops de poder que são utilizados na mineração dos Altcoins usando placas de vídeo pelos cálculos mais modestos, supera o poder de todos os supercomputadores do mundo e tem uma aplicabilidade verdadeiramente universal na computação. Sejam bem-vindos a Era da Fog Computing.