Desenvolvimento e Implementação de um Ambiente de Computação de Alto Desempenho (HPC) Aplicado às Simulações Eletromagnéticas do Projeto ElectrosFI

Resumo

A evolução da fotônica integrada e das telecomunicações impõe desafios crescentes ao projeto de novos dispositivos, cujas simulações frequentemente excedem a capacidade de processamento de computadores convencionais. Visando mitigar tais limitações, o projeto ElectrosFI propõe uma solução baseada no modelo Software as a Service (SaaS), capaz de abstrair a complexidade de hardware para o usuário final por meio de uma interface web. Este trabalho detalha o planejamento e a estruturação técnica do ambiente de Computação de Alto Desempenho (HPC) que sustenta a plataforma, fundamentado em um cluster Beowulf composto por servidores Dell T550 (64 núcleos e 256 GB de RAM) sob a distribuição Debian 12. A infraestrutura utiliza uma arquitetura de rede segmentada, com o nó mestre operando como gateway centralizador via NAT e encaminhamento de pacotes, integrada a um sistema de arquivos distribuído (NFS) para a sincronização de malhas computacionais. A orquestração lógica, viabilizada pela conteinerização via Docker e pela biblioteca mpi4py, assegura a homogeneidade dos microsserviços e a eficiência da decomposição de domínio no processamento distribuído. Esta configuração consolida uma base tecnológica escalável e de baixa latência, apta a processar simulações complexas com alta integridade de dados e democratizar o acesso ao cálculo científico de alta performance.