MODELAGEM COMPUTACIONAL E SIMULAÇÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Resumo

A rápida evolução tecnológica, a qual estamos expostos, trouxe consigo um aumento na qualidade das ações humanas e isto é principalmente verificado na área industrial e em prédios - ou campus - de universidades, onde há um elevado número de aparelhos eletrônicos voltados a diferentes atividades. Pensando nisso, considera-se o projeto de modelagem computacional da eficiência energética a partir  da elaboração de modelos de simulação de eventos discretos (DES - Discrete Event Simulation). Cabe ressaltar que a busca pela eficiência no manuseio de equipamentos que utilizam energia (em geral) é importante por diversas razões sejam elas econômicas ou sustentáveis e buscando também a conservação ou aumento da produtividade e de resultados almejados por empresas e organizações de porte variado. Para facilitar a construção destes modelos, foi escolhido o uso do framework Simian, uma API (Application Programming Interface)  desenvolvida em python pelo Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL), que permite a codificação de modelos de simulação de maneira paralela, explorando uma arquitetura baseada em GP-GPU (General Purpose Graphical Processing Unit), que permite atingir um melhor desempenho além de oferecer suporte orientado a processos e eventos discretos paralelos (através da técnica Parallel DES ou PDES). Outro suporte dado pela biblioteca é a possibilidade de desenvolver partes do código na linguagem de programação CUDA (uma linguagem para explorar a arquitetura das placas GPU fornecidas pela empresa NVidia), assim é possível tirar proveito do desempenho oferecido pela placa gráfica Titan Xp (que contém 3840 núcleos de execução de 1.5MHz cada e 12Gb de memória RAM dedicada) disponível no laboratório de pesquisa. A conveniência do uso deste hardware é justificado por seu desempenho de  processamento de cálculos complexos em relação às CPUs tradicionais e pela computação intensiva observada em determinados modelos de simulação. Simultaneamente ao estudo dessas ferramentas, para suas devidas aplicações na pesquisa, serão analisados resultados teóricos de outros trabalhos que possam servir de inspiração no desenvolvimento do modelo conceitual. Assim sendo, os próximos objetivos do projeto visam o desenvolvimento usando a API acima mencionada de um modelo de simulação com foco em eficiência energética. Cabe mencionar que, para alcançar um melhor desempenho, confiabilidade, integridade de dados e controle de concorrência, é necessária uma investigação aprofundada quanto ao correto uso de métodos de paralelização do software maneira criteriosa, pois existem dados concorrentes nas múltiplas linhas de execução uma vez que estamos trabalhando com arquiteturas multinúcleo (multicore). Por fim, serão estudados mecanismos de validação dos modelos de simulação para que seja possível explorar melhores configurações para auxiliar os tomadores de decisão das empresas e organizações visando a otimização dos recursos e verificação de capacidade.