A ascensão e queda dos supercomputadores PlayStation

Dúzias de PlayStation 3s sentam-se num contentor de transporte refrigerado no campus da Universidade de Massachusetts Dartmouth, sugando energia e investigando astrofísica. É uma parada popular para passeios tentando vender a escola para futuros alunos do primeiro ano e seus pais, e é um dos poucos legados vivos de um capítulo estranho da história da PlayStation.

As caixas de agachamento, com sistemas de entretenimento ou cobertas de poeira no fundo de um armário, já foram cobiçadas por pesquisadores que usaram os consoles para construir supercomputadores. Com as prateleiras das máquinas, os cientistas foram subitamente capazes de contemplar a física dos buracos negros, processar imagens de drones ou ganhar concursos de criptografia. Só durou alguns anos até que a tecnologia avançou, tornando-se menor e mais eficiente. Mas, por aquele breve momento, alguns dos computadores mais poderosos do mundo puderam ser invadidos juntamente com códigos, fios e consoles de jogos.

Pesquisadores vinham mexendo com a idéia de usar processadores gráficos para aumentar seu poder computacional por anos. A idéia é que o mesmo poder que tornou possível renderizar o Shadow of the grim storytelling do Colossus também era capaz de fazer cálculos massivos – se os pesquisadores pudessem configurar as máquinas da maneira correta. Se eles pudessem ligá-las, de repente, esses consoles ou computadores começaram a ser muito mais do que a soma de suas partes. Isto era computação em cluster, e não era exclusivo das PlayStations; muitos pesquisadores estavam tentando aproveitar computadores para trabalhar em equipe, tentando fazê-los resolver problemas cada vez mais complicados.

Os consoles de jogos entraram na cena da supercomputação em 2002 quando a Sony lançou um kit chamado Linux para a PlayStation 2. “Ele o tornou acessível”, disse Craig Steffen. “Eles construíram as pontes, para que você pudesse escrever o código, e ele funcionaria.” Steffen é agora um cientista pesquisador sênior do National Center for Supercomputing Applications (NCSA). Em 2002, ele tinha acabado de se juntar ao grupo e começou a trabalhar em um projeto com o objetivo de comprar um monte de PS2s e usar os kits do Linux para ligá-los (e suas unidades centrais de processamento do Emotion Engine) juntos em algo parecido com um supercomputador.

Eles ligaram entre 60 e 70 PlayStation 2s, escreveram algum código, e construíram uma biblioteca. “Funcionou bem, não funcionou muito bem”, disse Steffen. Havia problemas técnicos com a memória – dois bugs específicos que sua equipe não tinha controle sobre.

“Toda vez que você rodasse esta coisa, faria com que o kernel em qualquer máquina em que você o rodasse entrasse neste estranho estado instável e ele teria que ser reinicializado, o que foi uma chatice”, disse Steffen.

Eles desligaram o projeto relativamente rápido e passaram para outras questões na NCSA. Steffen ainda mantém uma das antigas PS2s em sua mesa como lembrança do programa.

Mas não foi aí que as aventuras de supercomputação da PlayStation encontraram o seu fim. A PS3 entrou em cena no final de 2006 com hardware poderoso e uma maneira mais fácil de carregar o Linux para os dispositivos. Os pesquisadores ainda precisariam ligar os sistemas, mas de repente, foi possível para eles imaginar ligar todos esses dispositivos em algo que fosse uma mudança de jogo ao invés de apenas um protótipo de prova de conceito.

Isso é certamente o que o pesquisador de buracos negros Gaurav Khanna estava imaginando na UMass Dartmouth. “Fazer puro trabalho de simulação de período em buracos negros não costuma atrair muito financiamento, é só porque não tem muita relevância para a sociedade”, disse Khanna.

Money estava apertado, e estava ficando mais apertado. Então Khanna e seus colegas estavam fazendo um brainstorming, tentando pensar em soluções. Uma das pessoas em seu departamento era um jogador ávido e mencionou o processador de celular do PS3, que foi feito pela IBM. Um tipo similar de chip estava sendo usado para construir supercomputadores avançados. “Então ficamos meio interessados nisso, sabe, isso é algo interessante que poderíamos usar mal para fazer ciência?” Khanna diz.

Inspirado pelas especificações da nova máquina da Sony, o astrofísico começou a comprar PS3 e a construir o seu próprio supercomputador. Khanna levou vários meses para colocar o código em forma e meses mais para limpar o seu programa em ordem. Ele começou com oito, mas quando terminou, ele já tinha seu próprio supercomputador, montado em 176 consoles e pronto para executar seus experimentos – sem jockear pelo espaço ou pagar a outros pesquisadores para executar suas simulações de buracos negros. De repente, ele podia executar modelos complexos de computador ou ganhar competições de criptografia a uma fração do custo de um supercomputador mais típico.

Ao mesmo tempo, outros pesquisadores estavam tendo idéias semelhantes. Um grupo na Carolina do Norte também construiu um supercomputador PS3 em 2007, e alguns anos depois, no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea em Nova York, o cientista de computação Mark Barnell começou a trabalhar em um projeto similar chamado Condor Cluster.

O momento não foi ótimo. A equipe de Barnell propôs o projeto em 2009, assim como a Sony estava mudando para o pared-back PS3 slim, que não tinha a capacidade de rodar o Linux, ao contrário do PS3 original. Após um hack, a Sony até emitiu uma atualização de firmware que puxou o OpenOS, o sistema que permitia que as pessoas executassem Linux, a partir de sistemas PS3 existentes. Isso tornou ainda mais difícil encontrar consoles úteis. A Força Aérea teve que convencer a Sony a vender as PS3s não atualizadas que a empresa estava puxando das prateleiras, que, na época, estavam sentadas em um armazém fora de Chicago. Foram necessárias muitas reuniões, mas eventualmente, a Força Aérea conseguiu o que procurava, e em 2010, o projeto teve sua grande estréia.

Correndo em mais de 1.700 PS3s que estavam conectados por cinco milhas de fio, o Condor Cluster era enorme, anão do projeto de Khanna, e ele costumava processar imagens de drones de vigilância. Durante seu auge, foi o 35º supercomputador mais rápido do mundo.

Mas nada disso durou muito tempo. Mesmo enquanto esses projetos estavam sendo construídos, os supercomputadores estavam avançando, tornando-se mais poderosos. Ao mesmo tempo, os consoles de jogos estavam simplificando, tornando-os menos úteis para a ciência. A PlayStation 4 ultrapassou tanto a PlayStation original como a Wii, aproximando-se do estatuto de best-seller actualmente detido pela PS2. Mas, para os investigadores, era quase inútil. Tal como a versão mais fina da PlayStation 3 lançada antes dela, a PS4 não pode ser facilmente transformada numa engrenagem para uma máquina de supercomputação. “Não há nada de novo sobre a PlayStation 4, é apenas um PC antigo normal”, diz Khanna. “Não estávamos realmente motivados a fazer nada com a PlayStation 4.”

A era do supercomputador da PlayStation tinha acabado.

Aquele na UMass Dartmouth ainda está funcionando, cantarolando com a vida naquele contêiner refrigerado no campus. A máquina UMass Dartmouth é menor do que costumava ser na sua potência máxima de cerca de 400 PlayStation 3s. Partes dela foram recortadas e redirecionadas. Algumas ainda estão trabalhando juntas em supercomputadores menores em outras escolas; outras se avariaram ou foram perdidas no tempo. Desde então Khanna passou a tentar ligar dispositivos menores e mais eficientes ao seu supercomputador de próxima geração. Ele diz que os dispositivos Nvidia Shield com os quais ele está trabalhando agora são cerca de 50 vezes mais eficientes do que os PS3.

É o supercontrolador de super consoles da Força Aérea que teve a vida após a morte mais estrelada. Quando o programa terminou há cerca de quatro anos, alguns consoles foram doados para outros programas, incluindo o Khanna’s. Mas muitos dos consoles antigos foram vendidos como inventário antigo, e algumas centenas foram compradas por pessoas que trabalhavam com o programa de TV Person of Interest. Em uma jogada arrancada das linhas principais, os consoles fizeram sua estréia na tela prateada na estréia da temporada 5 do programa, tocando – espere – um supercomputador feito de PlayStation 3s.

“It’s all Hollywood”, disse Barnell sobre o script, “mas o hardware é na verdade o nosso equipamento”

Correção, 19:05 ET: Os projetos de supercomputador precisavam do PS3 original, não do PS3 Slim, porque a Sony tinha removido o suporte ao Linux do console em resposta aos hacks – o que mais tarde levou a um acordo de classe-ação. Este artigo afirmava originalmente que era porque a PS3 Slim era menos poderosa. Nós lamentamos o erro.