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Que peut-on faire avec un supercalculateur ? – ExtrêmeTech

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En général, quand High-teK.ca ou un autre site technologique parle de supercalculateurs, c’est toujours en termes de vitesse ; téraflops, pétaflops, les se précipiter vers l’exascale, etc. Il y a une raison à cela, bien sûr : après des décennies d’endoctrinement par Intel, la vitesse de traitement est quelque chose à laquelle presque chacun d’entre nous peut s’identifier.

Ce dont on parle rarement, cependant, c’est objectif de supercalculateurs. Vraiment, le le supercalculateur le plus rapide du monde a récemment atteint un pic de 10 pétaflops – 10 quadrillions de calculs par seconde, soit environ 200 000 fois plus rapides que votre ordinateur Core i7 Sandy Bridge – mais qu’est-ce que cela fait fais avec toute cette puissance ?

Pour répondre à cette question, nous devons d’abord examiner l’architecture des supercalculateurs.

Architecture

Les superordinateurs n’ont, pour la plupart, rien à voir avec votre PC. Dans certains cas, les superordinateurs sont construits avec des processeurs x86 d’AMD et d’Intel, ou des GPU de Nvidia ou d’AMD, mais c’est là que s’arrête la similitude.

Les supercalculateurs utilisent normalement des unités de calcul personnalisées (appelées lames) qui hébergent généralement plusieurs nœuds (CPU, GPU). Dans le cas du Cray XK6la lame la plus puissante au monde, chaque lame contient quatre nœuds et chaque nœud abrite un processeur AMD Opteron à 16 cœurs et GPU Nvidia Tesla et 16 ou 32 Go de RAM. Ces nœuds sont connectés entre eux par une interconnexion propriétaire (généralement optique). Plusieurs lames sont ensuite empilées ensemble dans des racks (encore une fois, en réseau optique), permettant à des dizaines de milliers de nœuds d’être entassés dans une grande pièce.

Supercalculateur K, entrailles refroidies à l'eauUn fait peu connu : les superordinateurs sont refroidis à l’eau, ce qui permet non seulement d’économiser de l’argent (les processeurs chauds perdent plus de puissance), mais aussi leur permet de courir plus vite. Dans le cas de K, le supercalculateur le plus rapide au monde, il y a quelque 88 128 nœuds de calcul – 88 128 processeurs SPARC64 VIIIfx à 8 cœurs – et chacun est connecté à ce qui est probablement le système de refroidissement par eau le plus complexe au monde.

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Enfin, vous avez besoin d’un logiciel vraiment génial pour contrôler la bête, qui de nos jours est presque toujours une version personnalisée de Linux. Chaque fabricant de superordinateurs (IBM, Cray, Fujitsu) commence généralement avec une distribution Linux de son choix, puis apporte des modifications importantes pour adapter le système d’exploitation au matériel spécifique. C’est le travail du système d’exploitation de minimiser le temps que chaque nœud passe à attendre l’arrivée de nouvelles données. Cela implique un travail très complexe de planification des tâches et de gestion de la mémoire. N’oubliez pas qu’un supercalculateur possède généralement des milliers de gigaoctets de RAM, et parfois stockage sur disque dur de l’ordre du pétaoctet.

Supercalculateur Jaguar à l'ORNL

Le résultat final est un superordinateur doté de dizaines de milliers de nœuds qui (espérons-le) agissent en parallèle. Si vous imaginez un seul processeur Intel futuriste doté de dix mille cœurs dans le même boîtier, c’est l’objectif final idéal que visent les concepteurs de supercalculateurs.

Soit dit en passant, le coût de possession est de l’ordre de centaines de millions. Non seulement vous avez le coût d’installation, mais un supercalculateur utilise mégawatts du pouvoir aussi. Jaguar, le troisième supercalculateur le plus rapide au monde (photo ci-dessus), coûte 104 millions de dollars à installer et utilise 7 mégawatts – et chaque mégawatt, à 0,10 $/kWh, équivaut à environ 1 million de dollars par an. Ajoutez la douzaine de techniciens dont vous avez besoin pour faire fonctionner un supercalculateur, et vous obtenez un coût annuel de 10 millions de dollars ou plus.

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