Por dentro do Sun Labs: Explorando o futuro da computação

O Sun Microsystems Laboratories (Sun Labs) é um motor de invenção e exploração que tem ajudado a manter a Sun na vanguarda da computação em rede por mais de 15 anos. Elemento central do investimento multibilionário da Sun em pesquisa e desenvolvimento, o Sun Labs desenvolveu muitas das tecnologias que formaram o portfólio de produtos da Sun e sua reputação de liderança de pensamento – incluindo tecnologia Java, processadores UltraSPARC, software Sun Cluster de alta disponibilidade, criptografia de curva elíptica (ECC), servidores Netra para operadoras – a lista continua.

Mas o Sun Labs se concentra em explorar o futuro da computação, sem olhar para as conquistas que ficaram para trás. Para encerrar o ano e começar o novo com chave de ouro, o Sun Inner Circle decidiu dar uma olhada no futuro da computação examinando alguns dos projetos atuais em andamento no Sun Labs. O Sun Inner Circle convidou o Dr. Robert Sproull, que assumiu a chefia dos laboratórios em março de 2006, para nos dar uma visão do que acontece no Sun Labs hoje, bem como uma prévia das novas idéias e direcionamentos que poderão ser explorados pelos laboratórios em 2007.

O Dr. Sproull é nada menos do que um dos mais renomados cientistas da computação do mundo. Seu pai foi um dos primeiros diretores do ARPA (Advanced Research Projects Agency do governo norte-americano), órgão decisivo no desenvolvimento da Internet, e o filho provou seguir os passos do pai, como disse Jim Mitchellson, ex-diretor do Sun Labs. Sproull trabalhou junto com Ivan Sutherland, considerado por muitos o criador da computação gráfica, em um projeto de circuito integrado baseado em lógica assíncrona, interconexão de proximidade e outras inovações consideravelmente promissoras.

“Esta não é uma pesquisa torre de marfim”
O Dr. Sproull teve o maior prazer em atender ao nosso pedido de ver o que há no portfólio de projetos do Sun Labs, mas quis ter certeza de que compreenderíamos a idéia geral: a finalidade do Sun Labs e como ele se encaixa dentro da Sun como um todo.

“O Sun Labs cumpre o papel de transformar a pesquisa fundamental em tecnologias, protótipos e provas de conceito tangíveis que possam ser transferidos para as divisões de produtos”, disse. “E o que realmente diferencia o Sun Labs como organização de pesquisa aplicada é a nossa estreita conexão com o resto da empresa. Consideramos as organizações de engenharia da Sun nossos clientes primários. Esses são os caras que pegam nossos protótipos e os convertem em algo real.”

O objetivo de um projeto de pesquisa do Sun Labs não é uma dissertação e sim um produto, de acordo com o Dr. Sproull. “Esta não é uma pesquisa torre de marfim”, disse. “Estamos dispostos a assumir grandes idéias e desafios, estamos dispostos a correr grandes riscos, mas o sucesso para nós é transferência de tecnologia. Queremos fornecer tecnologia que seja relevante para os nossos grupos de produtos, para que eles possam criar produtos que beneficiem os clientes da Sun diretamente.”

I/O por Proximidade: grande largura de banda com consumo de energia mais baixo
Uma das áreas mais intrigantes e potencialmente importantes de foco para o Sun Labs é chamada I/O por proximidade: um método para comunicação entre chips. O I/O por proximidade permite a comunicação em alta velocidade entre chips vizinhos sem a necessidade de fios de nenhum tipo. Na verdade, o I/O por proximidade se mostrou capaz de aumentar a largura de banda em até 100 vezes, ao mesmo tempo reduzindo o consumo de energia e melhorando a confiabilidade, fabricação e custo. Essa tecnologia ajuda a evitar que a performance de chips cada vez mais rápidos seja prejudicada por limitações na inclusão e extração de dados de um chip.

O Sun Labs investiga vários aspectos do I/O por proximidade há diversos anos com grande sucesso. O desafio que o Sun Labs agora enfrenta é descobrir como expandir a comunicação entre chips para entre placas e entre racks. Para alcançar esse nível de comunicação sem fio, o I/O por proximidade deve utilizar tecnologias de rede ópticas que poderiam ligar placas de chips com outras placas de chips.

Segundo o Dr. Sproull, o uso do I/O por proximidade tornará possível um dia criar comunicações de altíssima velocidade entre sistemas muito grandes. O Sun Labs pretende se manter na vanguarda da pesquisa de I/O por proximidade e continuará a aprimorar a tecnologia para que possa em breve resolver os imensos desafios relacionados à largura de banda de grandes clientes comerciais e governamentais.

Projeto DReaM: colocando ordem no caos do DRM com uma solução aberta
Quase todo mundo que possui um dispositivo digital já teve algum problema com gerenciamento de direitos digitais (DRM). Você não pode transferir as músicas que comprou para colocar em determinados tocadores de música para um tocador de marca diferente. Você baixou um filme legalmente, mas não pode assistir na casa de um amigo; tem de ser na sua casa. A bateria do seu tocador de música pifou, então você tem a opção de gastar 250 reais para substituir a bateria ou começar sua coleção de música toda de novo.

A abordagem da Sun ao DRM, assim como para tantas outras tecnologias, tem sido de criar uma arquitetura aberta e baseada em padrões e compartilhá-la – sem pagamento de royalties – com a comunidade de desenvolvimento, para que a comunidade possa inovar e agregar valor sem ônus tecnológicos ou custos de licenciamento proibitivos.

Quatro conceitos são centrais na solução de DReaM:

• Abordar o DRM sob uma perspectiva de identidade de rede. Em vez da abordagem tradicional centrada no dispositivo, a abordagem de identidade tem o objetivo de relacionar o conteúdo ao indivíduo, não ao dispositivo.
• Fornecer uma estrutura aberta e baseada em padrões para implementações de DRM interoperáveis. O DReaM funciona com praticamente qualquer tipo de conteúdo necessário, qualquer tipo de dispositivo e qualquer sistema operacional. Funciona também com vários formatos de arquivo e codecs.
• Fornecer segurança sem obscuridade. As soluções de DRM atuais se baseiam em um falso fundamento de uma criptografia supostamente inquebrável, mas as soluções de DRM têm sido violadas e continuarão a sê-lo. O DReaM promove a visão de que as arquiteturas de sistemas abertos podem ser mais bem avaliadas e corrigidas (“revisar e reparar” contra “esperar e rezar”), a fim de proporcionar a maior proteção possível.
• Evitar taxas de licenciamento onerosas. O Projeto DReaM foi feito para ser isento de royalties, a fim de incentivar o desenvolvimento e a inovação futura.

O Sun Labs abriu o Projeto DreaM como parte de sua iniciativa Open Media Commons em agosto de 2005. Desde o início de 2006, a Sun adotou medidas para contribuir com a tecnologia DReaM para novos e maiores esforços de padronização em torno do DRM.

O objetivo é ajudar a aproveitar todo o potencial do gerenciamento de direitos e usá-lo não só como mecanismo de segurança, mas expandir o acesso ao conteúdo e abrir novas oportunidades de receita. Por exemplo, as empresas poderiam usar o DReaM para controlar o acesso a documentos confidenciais ou autorizar privilégios como entrada em prédios ou instalações.

Organizações de saúde poderiam usar o DReaM para permitir que pessoas autorizadas, como atendentes da emergência, médicos e enfermeiras vejam todas as informações necessárias sobre os pacientes com mais rapidez e facilidade (vídeos de ressonância magnética, imagens de raios-X, anamnese, resultados de exames, histórico de tratamento) sem comprometer a privacidade. Os prestadores de serviços de rede poderiam aproveitar o DReaM para oferecer melhores pacotes de serviços aos clientes com tarifas mais baixas.

Se bem utilizado, o gerenciamento de direitos digitais pode oferecer ao público mais direitos do que os que eles têm hoje.

Projeto Darkstar: a simplificação dos jogos online com uma grande quantidade de jogadores
O mercado de video-game movimenta 28 bilhões de dólares e é agora o segundo maior mercado de mídia do mundo, deixando para trás música, livros e todos os demais tipos de entretenimento, com exceção de filmes. Mas para os desenvolvedores, escrever jogos online que precisam se expandir para dezenas, centenas ou milhares de jogadores e acomodar uma grande variedade de dispositivos clientes não é nada divertido. É um empreendimento caro, demorado, arriscado e muitas vezes frustrante.

O Sun Labs quer mudar isso. O Projeto Darkstar, anunciado publicamente no 2006 Game Developer Conference de San Jose, Califórnia, aproveita a experiência da Sun em ferramentas de desenvolvimento, tecnologia Java e infra-estrutura de back-end maciçamente escalável para simplificar o processo de desenvolvimento de jogos que acomodam uma grande quantidade de jogadores usando praticamente qualquer dispositivo cliente.

Essencialmente, o Projeto Darkstar dá aos desenvolvedores de jogos acesso a poderosas tecnologias que farão uma boa parte do trabalho pesado para eles. Não há necessidade de montar um servidor de jogos do zero e depois descobrir como expandi-lo para uma quantidade enorme de cenários multijogador. Com as ferramentas de desenvolvimento Darkstar e o Sun Game Server – uma plataforma que permite às empresas hospedar seus jogos e adicionar recursos de servidor de forma incremental – os desenvolvedores ficam livres para se concentrar no jogo e não na infra-estrutura.

O Sun Labs disponibiliza um SDK para escrever código do cliente e do servidor que pode ser baixado gratuitamente em www.projectdarkstar.com.

Projeto Sun SPOT: inspirando uma nova geração de dispositivos para o consumidor
A Sun previu que a Internet iria um dia ligar mais do que computadores, estendendo-se a praticamente tudo que tem valor. Essa visão de uma “Internet de Coisas” inclui carros, bicicletas, refrigeradores, astronautas, brinquedos e até árvores, coletando e entregando dados diversos a dispositivos igualmente diversos. (Sim, árvores – com sensores embutidos que detectam alterações climáticas e movimentos de animais.)

A “Internet de Coisas” gerará uma quantidade maciça de dados para processar, gerenciar e armazenar. Nos últimos 24 anos, a Sun construiu seu negócio criando a infra-estrutura de back-end para lidar com vastos volumes de dados. Agora, com o Projeto Sun SPOT (Small Programmable Object Technology), a Sun oferece aos desenvolvedores uma plataforma Java para inspiração e inovação na parte dos dispositivos.

O Projeto Sun SPOT teve início no Sun Labs em 2003 como exploração das tecnologias transmissoras sem fio. Desde então, a equipe do projeto tem investigado novas maneiras de tornar os dispositivos pequenos mais inteligentes, mais seguros e mais capazes. Por exemplo, o “Squawk VM” (uma pequena máquina virtual J2ME) oferece a capacidade de executar aplicativos transmissores sem fio “no metal”, poupando trabalho e melhorando o desempenho; o “SPOTworld” simplifica o desenvolvimento ao fornecer uma única ferramenta para programar, configurar, gerenciar e monitorar dispositivos Sun SPOT; e o uso da criptografia de curva elíptica (ECC) melhora drasticamente a segurança do dispositivo.

O mais importante é que o Sun Labs construiu uma plataforma para inspirar as pessoas a criar tipos novos de dispositivos e sistemas com tecnologia Java nos sensores. Já existem algumas aplicações impressionantes com a tecnologia Sun SPOT – dispositivos para monitorar remessa de pacotes a fim de impedir atividade criminosa, uso de Sun SPOTs como sensores que podem alertá-lo se você tiver deixado o ferro ligado em casa, incorporação de Sun SPOTs em foguetes para monitorar e traçar gráficos do progresso de um lançamento e muito mais. Para ver uma lista de aplicações, visite www.sunspotworld.com.

O Sun Labs acredita que a tecnologia Sun SPOT será importante em uma grande variedade de áreas de aplicação, particularmente em educação, pesquisa industrial e governo, além de uso militar. Ao permitir que classes inteiras de dispositivos se conectem e compartilhem na rede, a tecnologia Sun SPOT traz a visão da “Internet de Coisas” para bem mais perto da realidade.

CAP: mais objetividade na previsão de performance
É desnecessário dizer que é difícil prever a performance de um chip antes de ele ser construído. Pode ser ainda mais difícil prever a performance de um sistema, pois é preciso levar em consideração a memória, as controladoras de I/O e a rede. E não pára por aí, pois os clientes tipicamente se preocupam com a performance dos aplicativos, não apenas do sistema.

No Sun Labs, o projeto CAP (Computer Analysis and Performance) desenvolveu tecnologias e metodologias para fazer previsões sobre a performance do chip, do sistema e dos aplicativos com mais confiança do que nunca. A equipe do CAP é composta por grupos colaborativos de especialistas de dentro da Sun e de organizações parceiras, como as universidades. Ela apresenta uma abordagem quantitativa à exploração de novas tendências, tecnologias e trajetórias de sistema (ou seja, comunicação por proximidade, multiprocessamento com chip e soluções integradas de hardware e software).

Usando metodologias como caracterização de carga de trabalho, simulação de acompanhamento, modelagem de RAS e modelagem de performance de hardware/software integrados, a equipe descobre novas maneiras de otimizar os sistemas de computador para os atributos que os clientes mais valorizam: relação preço/performance, qualidade do serviço, capacidade de crescimento, disponibilidade, confiabilidade e assim por diante.

Recentemente, a equipe do CAP previu a performance dos aplicativos no processador UltraSPARC T1 com margem de erro de 5% dos níveis atuais – muito antes do projeto do chip ter sido finalizado. Além disso, as previsões e modelos do CAP estavam prontos a tempo de influenciar as decisões finais quanto ao projeto do chip.