Supercalculateur Sequoia
C’est officiel: les États-Unis abritent le supercalculateur le plus rapide au monde. Mais que sont exactement les supercalculateurs et pourquoi devrions-nous nous en soucier?
J’ai décidé d’aller directement à la source — Mike McCoy, directeur de programme pour la simulation et l’informatique avancées au Laboratoire national Lawrence Livermore. C’est l’homme en charge de Sequoia, le supercalculateur record qui a fait les gros titres et fait baver les techniciens ces derniers jours. Préparez-vous à regarder votre MacBook Pro dans la honte.
Qu’est-ce qu’un supercalculateur ?
Exactement à quoi cela ressemble: un ordinateur extrêmement puissant. Sequoia, une machine Blue Gene de troisième génération d’IBM, fonctionne sur 1,6 million de cœurs de processeur. Il peut atteindre des vitesses allant jusqu’à 20 pétaflops — un pétaflop, soit dit en passant, équivaut à 1015 opérations par seconde, ce qui signifie que Sequoia peut effectuer 20 x 1015 opérations toutes les secondes.
Le shebang entier nécessite 3 000 gallons d’eau par minute pour le refroidir. Comme vous pouvez l’imaginer, il faut beaucoup d’énergie pour maintenir cette machine en marche, utilisant 6 ou 7 mégawatts en moyenne avec une utilisation maximale approchant les 9 mégawatts 1/2. (Un mégawatt équivaut à 1 million de watts).
« Cela peut sembler beaucoup, car cela représente 6 ou 7 millions de dollars par an en puissance », explique McCoy, « mais si nous n’avions pas travaillé en étroite collaboration avec IBM, cela aurait facilement pu être au nord de 10 mégawatts. »Ceux-là 1.6 millions de cœurs sont situés sur 96 racks différents, chacun pesant près de 5 000 livres et dégageant en moyenne 100 kilowatts d’énergie, la quantité nécessaire pour alimenter environ 50 maisons unifamiliales.
Qui les utilise ?
Chercheurs. Tous les six mois, le Laboratoire national Lawrence Livermore reçoit environ 20 à 25 propositions de différents laboratoires nationaux et en accepte environ 10. À un moment donné, il y a généralement un à quatre projets utilisant le supercalculateur. La priorité est donnée à tout projet jugé le plus important, et les tâches informatiques moins intensives sont effectuées par des ordinateurs plus petits et moins coûteux.
Les chercheurs ne réservent pas de temps avec Sequoia pour jouer au dragueur de mines. C’est quelque chose de compliqué, allant de la recherche sur la façon d’imploser de minuscules capsules d’hydrogène avec un laser pour simuler ce qui se passe à l’intérieur du soleil à la modélisation de systèmes physiques tels que les moteurs d’avion, le climat terrestre et le système vasculaire humain.
Étant donné que les décisions stratégiques sérieuses peuvent être basées sur les résultats de ces calculs, elles doivent être extrêmement précises — ce qui n’est pas une tâche facile lorsque vous parlez de 1,6 million de cœurs de processeur qui doivent communiquer, se synchroniser et, surtout, ne pas tomber en panne.
« Imaginez si vous deviez travailler sur un million de PC chaque jour et que chacun d’entre eux devait fonctionner », explique McCoy. « Il y a de fortes chances que l’un d’eux échoue. Si vos résultats dépendaient du fait que chacun d’entre eux fonctionnait, vous ne seriez pas en mesure de faire du travail. »
Combien coûte un supercalculateur ?
Vous êtes donc sur le marché d’un supercalculateur haut de gamme. Outre les coûts énergétiques annuels de 6 à 7 millions de dollars, vous pouvez vous attendre à payer entre 100 et 250 millions de dollars pour la conception et l’assemblage, sans parler des coûts de maintenance.
Quelle vitesse les supercalculateurs peuvent-ils obtenir?
Pourquoi Sequoia nécessite-t-il 1,6 million de cœurs de processeur ? Parce que les processeurs ne vont pas plus vite.
« Les lois de la physique nous traquent », dit McCoy. « L’une des choses qui rendent les processeurs plus rapides est d’augmenter la fréquence des processeurs. Nous avons constaté que nous ne pouvons pas augmenter la fréquence comme avant simplement parce que la quantité de chaleur générée ferait fondre l’ordinateur. »
Si nous ne pouvons pas accélérer les processeurs, nous devons simplement ajouter plus de processeurs, ce qui expliquerait pourquoi les supercalculateurs ne cessent de grossir. Mais un supercalculateur avec 100 millions de cœurs utilisant 100 mégawatts d’énergie est-il même pratique?
Probablement pas, c’est pourquoi les chercheurs espèrent que les investissements dans les nouvelles technologies nous aideront à atteindre des niveaux de calcul exascale, ce qui signifierait des vitesses allant jusqu’à 1018 opérations par seconde.
Combien de temps durent ces superordinateurs ?
Pas très longtemps. En fait, le supercalculateur moyen a une durée de vie plus courte que votre Xbox 360 moyenne. « L’ordinateur sera de classe mondiale pendant peut-être 2 ou 2 ½ ans », explique McCoy. « C’est une ressource utile pour environ 5 ans. Ensuite, historiquement parlant, cela n’a aucun sens de les garder car le coût de maintenance et d’alimentation est tellement élevé qu’il est plus logique de sortir et d’obtenir un nouveau système. »
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