Avaliação do Potencial do Uso da Linguagem de Programação Rust na Reimplementação do Módulo de Triangulação do MOHID

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial da linguagem de programação Rust no desenvolvimento de aplicações científicas de alto desempenho, comparando-a com a linguagem Fortran, tradicionalmente utilizada nesse contexto. Para isso, foi analisado o módulo de triangulação do software de modelagem hidrodinâmica MOHID, originalmente implementado em Fortran. O algoritmo responsável pela construção da triangulação tridimensional foi isolado do código original e reimplementado em Rust em duas versões: uma sequencial e outra paralela, com suporte a múltiplas threads. As execuções experimentais foram realizadas em ambiente Ubuntu Linux, com o uso da ferramenta perf para obtenção de métricas detalhadas de desempenho, como tempo de execução, ciclos de CPU, cache misses, branch misses e page faults. Os resultados demonstraram que a linguagem Rust apresentou melhor desempenho geral em relação ao Fortran, com menor tempo de processamento e melhor aproveitamento de cache, embora tenha exibido um número maior de page faults. A versão paralela em Rust obteve ganhos de desempenho a partir de 2 threads, com aumento do speedup até aproximadamente seis threads, seguido de estabilização, e eficiência paralela decrescente conforme o número de threads aumentava. Conclui-se que a linguagem Rust apresenta elevado potencial para o desenvolvimento de aplicações científicas de alto desempenho, combinando eficiência, segurança e controle de memória, consolidando-se como uma alternativa moderna ao Fortran.