Hewlett Packard Enterprise et AMD livreront ce qu’ils s’attendent à être le supercalculateur le plus rapide du monde en 2023, une machine de 600 millions de dollars au Laboratoire national Lawrence Livermore appelée El Capitan, ils promettent d’effectuer 2 exaflops, soit 2 calculs de quintillions par seconde. C’est assez rapide pour que si la population humaine mondiale pouvait effectuer un tel calcul par seconde, il faudrait à tout le monde huit ans pour égaler la valeur de 1 seconde de calcul El Capitan.

La machine la plus rapide actuelle, telle que mesurée par le classement Top500 publié par des chercheurs en supercalculation deux fois par an, est le supercalculateur Summit construit par IBM au Laboratoire national d’Oak Ridge dans le Tennessee. Les mises à niveau ont augmenté ses performances à 143 pétaflops.

« Nous prévoyons que lorsqu’il sera livré au laboratoire en 2023, ce sera le supercalculateur le plus rapide au monde », a déclaré mercredi Bill Goldstein, directeur du laboratoire Livermore. Il a pris la parole lors d’une conférence de presse dans les bureaux de HPE à San Jose, en Californie, au cœur de la Silicon Valley, au cours de laquelle HPE, AMD et LLNL ont annoncé leurs ambitions El Capitan ainsi que des détails de conception.

Les supercalculateurs sont des systèmes gigantesques assemblés à partir de centaines ou de milliers d’ordinateurs reliés par des interconnexions à haut débit pour transférer des données et coordonner des opérations. Ils occupent des pièces de la taille d’un court de tennis, utilisent des milliers ou des millions de processeurs, coûtent des millions de dollars et consomment suffisamment d’électricité pour alimenter une ville.

Mais ils peuvent relever des défis informatiques hors de portée des machines de moindre importance. Dans le cas d’El Capitan, cela signifie des simulations 3D complètes d’explosions d’armes nucléaires que le département de l’Énergie des États-Unis exige pour s’assurer que son stock vieillissant d’armes thermonucléaires fonctionnera comme annoncé, sans faire long feu ni poser de risques inattendus pour la sécurité. Le DOE finance de tels supercalculateurs depuis les années 1990, les adoptant alors que les États-Unis cessaient les essais nucléaires dans le monde réel.

Simulations compliquées

Les simulations d’armes nucléaires qu’il réalisera sont extraordinairement complexes, modélisant le déplacement de la matière et de l’énergie à des températures allant de la température ambiante au centre du soleil. Les simulations doivent tenir compte des détails jusqu’à des milliardièmes de mètre pour les appareils mesurant des mètres de longueur. Ils prennent des mesures d’une durée de milliardièmes de seconde à travers un événement qui dure quelques secondes. Et le laboratoire exécute différentes simulations encore et encore.

« La gamme d’échelles est énorme que nous devons représenter », a déclaré Goldstein.

Les superordinateurs sont également demandés pour la recherche en santé et en génétique, la modélisation astrophysique, la conception d’aéronefs et d’automobiles, les simulations du changement climatique et, plus récemment, de nouveaux algorithmes d’intelligence artificielle. El Capitan sera également utilisé pour certaines de ces tâches non militaires.

« L’architecture unique d’El Capitan nous permettra de faire progresser les nouveaux travaux que nous effectuons pour combiner l’apprentissage automatique avec la modélisation et la simulation traditionnelles qui ont sous-tendu notre travail de stockage », a déclaré Goldstein. « La capacité de combiner l’apprentissage automatique et la simulation va changer la donne pour notre capacité à élaborer rapidement et avec précision des prédictions. »

L’IA est aujourd’hui utilisée pour détecter des schémas tels que des transactions frauduleuses par carte de crédit et interpréter des données complexes telles que des analyses médicales ou des commandes vocales. Pour les armes nucléaires, il peut être utilisé pour des tâches telles que repérer des phénomènes inhabituels dans une simulation qui méritent une attention accrue. Cela pourrait également être utile pour choisir les variations d’une simulation à essayer, en réduisant à zéro plus rapidement ce qui est important, a déclaré Goldstein.

Écrous et boulons du supercalculateur El Capitan

El Capitan occupera environ deux courts de tennis dans un centre de données de Livermore et pèsera jusqu’à 35 autobus scolaires. Si vous empiliez ses planches système de bout en bout, vous obtiendrez une tour trois fois plus haute que la vraie falaise d’El Capitan dans le parc national de Yosemite.

Il aura besoin de 30 mégawatts d’énergie – à peu près la même consommation que 12 000 foyers, selon les taux de consommation d’énergie fédéraux.

Les alliés derrière la machine n’ont pas révélé le nombre de processeurs qu’elle utilisera. Mais il combinera des processeurs AMD « Genoa » de prochaine génération avec des puces graphiques AMD qui sont également bonnes pour les calculs mathématiques.

AMD a accéléré ses plans produits pour respecter la date limite d’El Capitan, a déclaré la directrice générale Lisa Su.  » Nous avons élaboré notre feuille de route pour pouvoir répondre à cette exigence », a-t-elle déclaré.

Chaque CPU se connectera à quatre puces graphiques et à la mémoire partagée avec une nouvelle technologie de connexion plus rapide, l’architecture Infinity de troisième génération d’AMD. Le transfert de données sur l’ensemble du supercalculateur utilisera un nouveau réseau optique HPE qui réduit considérablement la taille globale du supercalculateur, a déclaré Terri Quinn, directrice adjointe adjointe du calcul haute performance de Livermore.

Un supercalculateur HPE-AMD associé appelé Frontier devrait arriver à Oak Ridge en 2021 avec une vitesse de 1,5 exaflops. Un niveau de performance de 1 exaflops (« flops » signifie opérations en virgule flottante par seconde) est 1 000 fois 1 pétaflops, ce qui rend El Capitan environ 10 fois plus rapide que Summit. Alors qu’El Capitan est destiné à la recherche classifiée, Livermore obtiendra un système plus petit – toujours plus rapide que la machine la plus rapide du laboratoire aujourd’hui – pour la recherche en science ouverte.

Le niveau de performance à 2 exaflops 2 2 000 000 000 000 000 000 000 de calculs par seconde is est un coup de pouce notable par rapport aux machines d’aujourd’hui. Mais beaucoup de choses pourraient se passer dans les trois ans qu’il faudra pour construire El Capitan. Les machines Summit ont récupéré la première place pour les États-Unis après des années au cours desquelles les supercalculateurs chinois ont été les plus rapides, et la Chine, la France et le Japon sont tous en course avec les États-Unis pour être les premiers à franchir le seuil des exaflops.

El Capitan sera la machine la plus rapide

, mais HPE et ses partenaires sont convaincus qu’El Capitan sera la machine la plus rapide, en partie grâce à toutes les nouvelles recherches et développements qu’elle finance pour rendre une machine aussi gigantesque pratique.

« Nous pensons que la technologie que nous construisons, entre les processeurs et les GPU d’AMD et l’architecture Shasta que nous construisons chez HPE, est absolument à la limite de ce qui est possible dans ce laps de temps « , a déclaré Peter Ungaro, responsable de l’activité informatique haute performance de HPE. « Nous pensons très fortement que nous allons avoir la plus grande machine de la planète. »

Aussi, prenez les chiffres avec un grain de sel. Le classement Top500 est basé sur les performances soutenues d’un supercalculateur. Mais le score de 2 exaflops d’El Capitan est basé sur les performances maximales, un nombre qui, bien que supérieur, n’est pas aussi représentatif des performances réelles.

Il est plus facile de prédire les performances maximales bien avant la construction d’El Capitan, a déclaré le laboratoire Livermore dans un communiqué. Ils s’attendent à ce que la différence entre la performance soutenue et la performance maximale soit similaire à celle de Summit, ce qui donnerait à El Capitan une performance soutenue d’environ 1,5 exaflops.

Les organisateurs du Top500 travaillent depuis des années sur un nouveau test de vitesse de calcul intensif appelé HPCG, qui, espèrent-ils, représentera plus largement différentes tâches informatiques.

Publié pour la première fois le 4 mars 2020 à 10h00 PT.