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 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^[1] tornou-se o supercomputador mais rápido do mundo, capaz de atingir 2,5 petaflop/s,^[2] 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^[3] e usa um sistema operativo Linux.^[4]

Atualmente, o mais rápido supercomputador, o Frontier, atingiu 1.206 exaflop/s. (Para fixar ideias, uma calculadora básica de 4 operações possui um desempenho de "apenas" 10 flop/s.)

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 cálculo 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.^[5]
• CPUs mais recentes como Intel Core i5-13600, i7-11700K e AMD Ryzen 9 3900 passam dos 800 Gflop/s.^[6]
• CPUs mais populares em 2023 como AMD Ryzen 5-5500 e Intel Core i5-10500 fazem 430 Gflop/s cada.^[7]

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.^[8]

• 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

Lançamento	Placa de Vídeo	Desempenho Teórico (Tflop/s)	Observações Adicionais	Referências
Junho de 2008	AMD/ATI Radeon HD4800	1,00	A primeira placa de vídeo feita para atingir uma escala em Tflop/s.	[9]
Agosto de 2008	AMD/ATI Radeon HD 4870X2	1,20	Com duas GPU R770.	[10]
Novembro de 2009	AMD/ATI Radeon HD 5970	2,32		[11]
Maio de 2012	NVIDIA GeForce GTX 690	3,13		[12]
Maio de 2016	NVIDIA lançou a GTX 1080	8,87		[13]
Setembro de 2018	NVIDIA RTX 2080	10,07		[14]
Setembro de 2020	NVIDIA RTX 3090	35,58		[15]
Outubro de 2021	AMD RX 6600	8,93		[16]
Setembro de 2022	NVIDIA RTX 4090	82,58		[17]

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.