Les supercalculateurs les plus puissants au monde. Les supercalculateurs les plus puissants du monde Le supercalculateur le plus puissant

De nombreux joueurs connaissent la société Maingear : elle crée et vend de puissants ordinateurs de bureau. Ainsi, cette société, en collaboration avec la célèbre société Razer, a lancé l'ordinateur de jeu le plus puissant au monde (pour 2018) - Édition R2 Razer.

Le nouvel ordinateur s'adresse principalement aux joueurs professionnels. Le PC embarque le processeur de dernière génération d'Intel, 64 Go de RAM SDRAM DDR4-2666, plusieurs disques durs et SSD, des cartes vidéo NVIDIA ou AMD (au choix) et un nouveau système de refroidissement par eau. Cette puissance est suffisante non seulement pour les jeux les plus exigeants en résolution 4K, mais également pour les jeux prenant en charge les appareils de réalité virtuelle.

Vendre l'ordinateur le plus puissant R2 Razer Edition Il y aura deux configurations.

Modèle de base avec AMD Ryzen 7 1800X avec une fréquence de 3,2 GHz, 8 Go de RAM, carte vidéo AMD Radeon R9 RX 580 et disque dur de 1 To. L'ordinateur coûte 999 dollars (65 000 roubles).
Le modèle le plus puissant avec Core i7-7700K, 16 Go de RAM, carte vidéo NVIDIA GeForce Titan X avec 32 Go de mémoire et SSD M.2 NVMe d'une capacité de 1 To. Le prix de cette configuration est de 4 000 $ (260 000 roubles). Mais il peut être rendu encore plus puissant en remplaçant le disque dur par un SSD, en augmentant la RAM, etc. Le prix approximatif de cet ordinateur sera alors de 10 000 dollars (650 000 roubles).

L'humanité n'a jamais atteint Mars, un remède à toutes les maladies n'a pas encore été inventé, les voitures ne volent pas, mais il existe néanmoins des domaines dans lesquels les gens ont atteint des sommets sans précédent. La puissance de calcul des ordinateurs en fait partie. Voyons d'abord quel est le paramètre clé lors de l'évaluation de cette caractéristique des supercalculateurs. Les flops sont une valeur qui indique le nombre d'opérations en virgule flottante qu'un ordinateur peut effectuer par seconde. Sur la base de cet indicateur, notre classement des ordinateurs les plus puissants du monde, selon les données de 2019, a été établi.

Le classement a été présenté lors de l'International Supercomputing Conference ; les 500 meilleurs supercalculateurs ont été compilés par des mathématiciens du Lawrence National Laboratory et de la Tennessee State University.

10 Trinity – performances de 8,1 Pflop/s

Ce superordinateur assure la sécurité militaire américaine en maintenant l'efficacité de l'arsenal nucléaire du pays. Compte tenu de cela, on pourrait penser que cet appareil est incroyablement cher, mais à partir de 2015, de nouveaux supercalculateurs plus puissants ont commencé à le supplanter. Trinity fonctionne sur le système Cray XC40, ses performances sont de 8,1 Pflop/sec.

9 Mira – 8,6 Pflop/sec

Mira est un autre produit brillant de Cray. Il convient de noter que le projet de ce supercalculateur a été développé sur ordre du Département américain de l'énergie. Le principal domaine d'application de Mira concerne les projets gouvernementaux industriels et de recherche. La puissance de calcul de cet ordinateur est de 8,6 pétaflops par seconde.

Ordinateur 8 K – 10,5 Pflop/sec

La particularité de ce supercalculateur réside dans son nom, qui vient du mot japonais « kei » et signifie 10 quadrillions. La puissance productive de K Computer repose approximativement sur ce chiffre – 10,5 pétaflops. La spécificité de cette technique réside également dans le fait que le système utilise un refroidissement par eau, ce qui permet de réduire considérablement la consommation d'énergie et de réduire la vitesse d'assemblage.

7 Oakforest-Pacs – 13,6 Pflop/sec

La société japonaise Fujitsu, qui a également développé le K Computer évoqué plus haut, a créé un supercalculateur de nouvelle génération (génération Knights Landing). Le projet a été commandé par les universités de Tokyo et de Tsukuba. Malgré le fait qu'il était initialement prévu d'équiper l'ordinateur de 900 To de mémoire et d'une capacité de 25 quadrillions d'opérations, sa puissance de calcul est de 13,6 pétaflops/s.

6 Cori – 14 Pflop/s

Jusqu'en 2019, Cori occupait une solide 5ème position dans le classement mondial des ordinateurs les plus puissants, mais dans le contexte de progrès technologiques en développement rapide, elle a encore perdu une « ligne » de classement au profit des derniers supercalculateurs. Il est situé au Lawrence Berkeley National Laboratory aux États-Unis. Cori a déjà apporté une contribution unique au développement de la science : avec son aide, des scientifiques suisses ont pu simuler un système informatique quantique de 45 qubits. 14 pétaflops, c'est la capacité productive de cette « super machine ».

5 Séquoia – 17,2 pétaflops

De nombreux experts considèrent Sequoia comme le supercalculateur le plus rapide du monde, et pour cause : ses performances arithmétiques sont égales à la vitesse de 6,7 milliards de personnes qui effectueraient une tâche identique avec des calculatrices pendant 320 ans. Sequoia se distingue également par sa taille : l'ordinateur occupe une superficie de 390 mètres carrés et se compose de 96 racks. 17,2 pétaflops sont ses performances, ce qui équivaut à près de seize mille milliards d'opérations.

4 Titan – 17,6 Pflop/sec

En plus d'être l'un des ordinateurs les plus rapides au monde, Titan est également considéré comme l'un des plus économes en énergie, avec une cote de 2 142,77 mégaflops par watt de consommation électrique. Le secret pour économiser de l'énergie réside dans l'utilisation des accélérateurs Nvidia, qui fournissent jusqu'à 90 % de la puissance de calcul totale, soit 17,6 pétaflops. Grâce à eux, Titan a sensiblement réduit ses dimensions : désormais, seuls 404 mètres carrés suffisent pour l'accueillir.

3 Piz Daint – 19,6 pétaflops

Le projet de supercalculateur Piz Daint a été lancé en 2013, dans la ville suisse de Lugano. Il se trouve là-bas, au Centre national suisse de calcul scientifique. Piz Daint a rassemblé presque toutes les caractéristiques positives des analogues mentionnés ci-dessus, notamment l'efficacité énergétique et la vitesse élevée, en plus de la compacité : l'appareil se compose de 28 grands racks. Sa puissance de calcul est de 19,6 pétaflops.

2 Tianhe-2 – 33,9 pétaflops

Jusqu'en juin 2016, le supercalculateur au nom romantique de « Voie lactée » (traduit du chinois) figurait en tête du top 500 des ordinateurs les plus puissants au monde. Sa puissance offre une vitesse de 2 507 000 milliards d’opérations par seconde, ce qui équivaut à 33,9 pétaflops. Tianhe-2 a trouvé sa « vocation » dans le domaine de la construction : lors du calcul des bâtiments et de la pose des routes. Il convient de noter que depuis début 2013, date de sortie de Milky Way, il n'a pas quitté la première place du classement, ce qui est un indicateur vraiment puissant.

1 Sunway TaihuLight – 93 pétaflops

À l’intérieur de cet ordinateur se trouvent 40 960 processeurs puissants, ce qui explique sa taille : Sunway lui-même occupe une superficie d’environ 1 000 mètres carrés. En 2016, lors d'une conférence internationale en Allemagne, il a été reconnu comme le plus rapide du genre. Aujourd'hui, Sunway TaihuLight est le premier du classement et le seul dans le top 10 des supercalculateurs capables de générer des vitesses de 93 pétaflops.

Si l’on considère le progrès technologique sous l’angle de son impact sur les personnes, la société dans son ensemble et l’environnement, il est évident qu’il présente des lacunes à l’échelle mondiale. Aujourd’hui, nous avons accès à une grande variété d’ordinateurs, d’appareils divers et de robots. Mais l’objectif le plus élevé est de trouver une utilisation digne des grandes inventions de l’humanité et d’orienter leur utilisation au profit de notre avenir commun, sans les transformer en jouets dénués de sens.

Les gens ne volent toujours pas vers Mars, le cancer n’est pas encore guéri et nous ne nous sommes pas débarrassés de la dépendance au pétrole. Il existe pourtant des domaines dans lesquels l’humanité a réalisé des progrès incroyables au cours des dernières décennies. La puissance de calcul des ordinateurs n’est que l’un d’entre eux.

Deux fois par an, des experts du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l'Université du Tennessee publient le Top 500, qui propose une liste des supercalculateurs les plus puissants au monde.

Le critère clé de cette évaluation est une caractéristique qui a longtemps été considérée comme l'une des plus objectives pour évaluer la puissance des supercalculateurs - les flops, ou le nombre d'opérations en virgule flottante par seconde.

En anticipant un peu, nous vous proposons de goûter à l'avance ces chiffres : la productivité des représentants du top dix se mesure en dizaines de quadrillions de flops. A titre de comparaison : ENIAC, le premier ordinateur de l'histoire, avait une puissance de 500 flops ; Aujourd'hui, l'ordinateur personnel moyen compte des centaines de gigaflops (milliards de flops), l'iPhone 6 en compte environ 172 gigaflops et la PS4 1,84 téraflops (billions de flops).

Armé du dernier Top 500 de novembre 2014, Naked Science a décidé de déterminer quels sont les 10 supercalculateurs les plus puissants au monde et quels problèmes nécessitent une telle puissance de calcul pour être résolus.

10. Cray CS-Tempête

Lieu : États-Unis
Performances : 3,57 pétaflops
Performance maximale théorique : 6,13 pétaflops
Puissance : 1,4 MW

Comme presque tous les supercalculateurs modernes, y compris chacun de ceux présentés dans cet article, CS-Storm est constitué de nombreux processeurs réunis en un seul réseau informatique basé sur le principe d'une architecture massivement parallèle. En réalité, ce système est constitué de nombreux racks (« armoires ») avec électronique (nœuds constitués de processeurs multicœurs), qui forment des couloirs entiers.

Cray CS-Storm est toute une série de clusters de supercalculateurs, mais l'un d'entre eux se démarque toujours des autres. Plus précisément, il s’agit du mystérieux CS-Storm, utilisé par le gouvernement américain à des fins inconnues et dans un lieu inconnu.

Ce que l'on sait, c'est que les responsables américains ont acheté à la société américaine Cray un CS-Storm extrêmement efficace en termes de consommation d'énergie (2 386 mégaflops pour 1 watt) avec un nombre total de cœurs de près de 79 000.

Le site Web du fabricant indique cependant que les clusters CS-Storm conviennent au calcul haute performance dans les domaines de la cybersécurité, de l'intelligence géospatiale, de la reconnaissance de formes, du traitement des données sismiques, du rendu et de l'apprentissage automatique. Quelque part dans cette série, l'utilisation du CS-Storm gouvernemental s'est probablement installée.

CRAY CS-STORM / © Cray

9. Vulcain – Gène bleu/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 4,29 pétaflops
Performance maximale théorique : 5,03 pétaflops
Puissance : 1,9 MW

« Vulcan » a été développé par la société américaine IBM, appartient à la famille Blue Gene et est situé au Lawrence Livermore National Laboratory. Le supercalculateur, propriété du ministère américain de l'Énergie, se compose de 24 racks. Le cluster a commencé à fonctionner en 2013.

Contrairement au CS-Storm déjà mentionné, le champ d'application de Vulcan est bien connu - diverses recherches scientifiques, notamment dans le domaine de l'énergie, telles que la modélisation de phénomènes naturels et l'analyse de grandes quantités de données.

Divers groupes scientifiques et entreprises peuvent accéder au supercalculateur en soumettant une candidature au High Performance Computing Innovation Center (HPC Innovation Center), basé dans le même laboratoire national de Livermore.

Supercalculateur Vulcain / © Laura Schulz et Meg Epperly/LLNL

8. Juqueen – Gène bleu/Q

Lieu : Allemagne
Performance : 5 pétaflops
Performance maximale théorique : 5,87 pétaflops
Puissance : 2,3 MW

Depuis son lancement en 2012, Juqueen est le deuxième supercalculateur le plus puissant d'Europe et le premier d'Allemagne. Comme Vulcan, ce cluster de supercalculateurs a été développé par IBM dans le cadre du projet Blue Gene, et appartient à la même génération Q.

Le supercalculateur est situé dans l'un des plus grands centres de recherche d'Europe à Juliers. Il est utilisé en conséquence - pour le calcul haute performance dans diverses recherches scientifiques.

Supercalculateur Juqueen / © Jülich Supercomputing Center (JSC)

7. Débandade – PowerEdge C8220

Lieu : États-Unis
Performances : 5,16 pétaflops
Performance maximale théorique : 8,52 pétaflops
Puissance : 4,5 MW

Situé au Texas, Stampede est le seul cluster figurant dans le top dix du Top 500 développé par la société américaine Dell. Le supercalculateur se compose de 160 racks.

Ce supercalculateur est le plus puissant au monde parmi ceux utilisés exclusivement à des fins de recherche. L’accès aux installations du Stampede est ouvert aux groupes scientifiques. Le cluster est utilisé dans un large éventail de domaines scientifiques - de la tomographie précise du cerveau humain et de la prévision des tremblements de terre à l'identification de modèles dans les structures musicales et linguistiques.

Bousculade des superordinateurs / © Texas Advanced Computing Center

6. Piz Daint-Cray XC30

Lieu : Suisse
Performances : 6,27 pétaflops
Performance maximale théorique : 7,78 pétaflops
Puissance : 2,3 MW

Le Centre national suisse de calcul scientifique (CSCS) possède le supercalculateur le plus puissant d'Europe. Le Piz Daint, du nom de la montagne alpine, a été développé par Cray et appartient à la famille XC30, au sein de laquelle il est le plus productif.

Piz Daint est utilisé à diverses fins de recherche telles que des simulations informatiques dans le domaine de la physique des hautes énergies.

Supercalculateur Piz Daint / © blogs.nvidia.com

5. Mira – Gène bleu/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 8,56 pétaflops
Performance maximale théorique : 10,06 pétaflops
Puissance : 3,9 MW

Le supercalculateur Mira a été développé par IBM dans le cadre du projet Blue Gene en 2012. La division de calcul haute performance du Laboratoire national d'Argonne, qui héberge le cluster, a été créée grâce à un financement gouvernemental. L’intérêt croissant de Washington pour la technologie des supercalculateurs à la fin des années 2000 et au début des années 2010 serait dû à la rivalité avec la Chine dans ce domaine.

Situé sur 48 racks, Mira est utilisé à des fins scientifiques. Par exemple, le superordinateur est utilisé pour la modélisation climatique et sismique, ce qui permet d'obtenir des données plus précises sur la prévision des tremblements de terre et du changement climatique.

Superordinateur Mira / © Flickr

4. Ordinateur K

Lieu : Japon
Performances : 10,51 pétaflops
Performance maximale théorique : 11,28 pétaflops
Puissance : 12,6 MW

Développé par Fujitsu et situé à l'Institut de recherche physico-chimique de Kobe, K Computer est le seul supercalculateur japonais présent dans le top dix du Top-500.

À un moment donné (juin 2011), ce cluster a pris la première place du classement, devenant ainsi l'ordinateur le plus productif au monde pendant un an. Et en novembre 2011, K Computer est devenu le premier de l'histoire à atteindre une puissance supérieure à 10 pétaflops.

Le supercalculateur est utilisé dans un certain nombre de tâches de recherche. Par exemple, pour la prévision des catastrophes naturelles (ce qui est important pour le Japon en raison de l'activité sismique accrue de la région et de la grande vulnérabilité du pays en cas de tsunami) et la modélisation informatique dans le domaine médical.

Supercalculateur K / © Fujitsu

3. Séquoia – Blue Gene/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 17,17 pétaflops
Performance maximale théorique : 20,13 pétaflops
Puissance : 7,8 MW

Le plus puissant des quatre supercalculateurs de la famille Blue Gene/Q, qui figurent dans le top dix du classement, se trouve aux États-Unis, au Livermore National Laboratory. IBM a développé Sequoia pour la National Nuclear Security Administration (NNSA), qui avait besoin d'un ordinateur hautes performances dans un but très précis : simuler des explosions nucléaires.

Il convient de mentionner que les essais nucléaires réels sont interdits depuis 1963 et que la simulation informatique constitue l'une des options les plus acceptables pour poursuivre les recherches dans ce domaine.

Cependant, la puissance du supercalculateur a été utilisée pour résoudre d’autres problèmes beaucoup plus nobles. Par exemple, le cluster a réussi à établir des records de performances en matière de modélisation cosmologique, ainsi qu'en créant un modèle électrophysiologique du cœur humain.

Supercalculateur Sequoia / © Bob Hirschfeld/LLNL

2. Titan-Cray XK7

Lieu : États-Unis
Performances : 17,59 pétaflops
Performance maximale théorique : 27,11 pétaflops
Puissance : 8,2 MW

Le supercalculateur le plus productif jamais créé en Occident, ainsi que le cluster informatique le plus puissant sous la marque Cray, se trouvent aux États-Unis au Laboratoire national d'Oak Ridge. Bien que le supercalculateur dont dispose le ministère américain de l'Énergie soit officiellement disponible pour toute recherche scientifique, en octobre 2012, lors du lancement de Titan, le nombre d'applications a dépassé toutes les limites.

Pour cette raison, une commission spéciale a été convoquée au Laboratoire d'Oak Ridge, qui n'a sélectionné que 6 des projets les plus « avancés » sur 50 candidatures. Parmi eux, par exemple, la modélisation du comportement des neutrons au cœur même d'un réacteur nucléaire, ainsi que la prévision des changements climatiques mondiaux pour les 1 à 5 prochaines années.

Malgré sa puissance de calcul et ses dimensions impressionnantes (404 mètres carrés), Titan n'a pas tenu longtemps sur le piédestal. Six mois seulement après le triomphe de novembre 2012, la fierté américaine dans le domaine du calcul haute performance a été supplantée de manière inattendue par un natif de l'Est, dépassant d'une manière sans précédent les précédents leaders du classement.

Supercalculateur Titan / © olcf.ornl.gov

1. Tianhe-2 / Voie Lactée-2

Lieu : Chine
Performances : 33,86 pétaflops
Performance maximale théorique : 54,9 pétaflops
Puissance : 17,6 MW

Depuis son premier lancement, Tianhe-2, ou Milky Way-2, est en tête du Top-500 depuis environ deux ans. Ce monstre est presque deux fois plus puissant que le n°2 du classement – le supercalculateur TITAN.

Développé par l'Université des sciences et technologies de la défense de l'Armée populaire de libération de Chine et Inspur, Tianhe-2 se compose de 16 000 nœuds avec un nombre total de cœurs de 3,12 millions. La RAM de cette structure colossale, qui occupe 720 mètres carrés, est de 1,4 pétaoctets et le périphérique de stockage de 12,4 pétaoctets.

Milky Way 2 a été conçue à l'initiative du gouvernement chinois. Il n'est donc pas surprenant que sa puissance sans précédent semble répondre aux besoins de l'État. Il a été officiellement déclaré que le supercalculateur effectuait diverses simulations, analysait d'énormes quantités de données et garantissait également la sécurité nationale de la Chine.

Compte tenu du secret inhérent aux projets militaires chinois, on ne peut que deviner quel type d'utilisation la Voie Lactée-2 reçoit de temps à autre entre les mains de l'armée chinoise.

Supercalculateur Tianhe-2 / © Popsci.com

Supercalculateur Titan

Deux fois par an, des experts du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l'Université du Tennessee publient le Top 500, qui propose une liste des supercalculateurs les plus puissants au monde.

En anticipant un peu, nous vous proposons de goûter à l'avance ces chiffres : la productivité des représentants du top dix se mesure en dizaines de quadrillions de flops. A titre de comparaison : ENIAC, le premier ordinateur de l'histoire, avait une puissance de 500 flops ; Aujourd'hui, l'ordinateur personnel moyen compte des centaines de gigaflops (milliards de flops), l'iPhone 6 en compte environ 172 gigaflops et la PS4 1,84 téraflops (billions de flops).

Armé du dernier Top 500 de novembre 2014, Naked Science a décidé de déterminer quels sont les 10 supercalculateurs les plus puissants au monde et quels problèmes nécessitent une telle puissance de calcul pour être résolus.

Lieu : États-Unis
Performances : 3,57 pétaflops
Performance maximale théorique : 6,13 pétaflops
Puissance : 1,4 MW

Comme presque tous les supercalculateurs modernes, y compris chacun de ceux présentés dans cet article, CS-Storm est constitué de nombreux processeurs réunis en un seul réseau informatique basé sur le principe d'une architecture massivement parallèle. En réalité, ce système est constitué de nombreux racks (« armoires ») avec électronique (nœuds constitués de processeurs multicœurs), qui forment des couloirs entiers.

Cray CS-Storm est toute une série de clusters de supercalculateurs, mais l'un d'entre eux se démarque toujours des autres. Plus précisément, il s’agit du mystérieux CS-Storm, utilisé par le gouvernement américain à des fins inconnues et dans un lieu inconnu.

Ce que l'on sait, c'est que les responsables américains ont acheté à la société américaine Cray un CS-Storm extrêmement efficace en termes de consommation d'énergie (2 386 mégaflops pour 1 watt) avec un nombre total de cœurs de près de 79 000.

Le site Web du fabricant indique cependant que les clusters CS-Storm conviennent au calcul haute performance dans les domaines de la cybersécurité, de l'intelligence géospatiale, de la reconnaissance de formes, du traitement des données sismiques, du rendu et de l'apprentissage automatique. Quelque part dans cette série, l'utilisation du CS-Storm gouvernemental s'est probablement installée.

CRAY CS-TEMPÊTE

9. Vulcain – Gène bleu/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 4,29 pétaflops
Performance maximale théorique : 5,03 pétaflops
Puissance : 1,9 MW

« Vulcan » a été développé par la société américaine IBM, appartient à la famille Blue Gene et est situé au Lawrence Livermore National Laboratory. Le supercalculateur, propriété du ministère américain de l'Énergie, se compose de 24 racks. Le cluster a commencé à fonctionner en 2013.

Contrairement au CS-Storm déjà mentionné, le champ d'application de Vulcan est bien connu - diverses recherches scientifiques, notamment dans le domaine de l'énergie, telles que la modélisation de phénomènes naturels et l'analyse de grandes quantités de données.

Divers groupes scientifiques et entreprises peuvent accéder au supercalculateur en soumettant une candidature au High Performance Computing Innovation Center (HPC Innovation Center), basé dans le même laboratoire national de Livermore.

Supercalculateur Vulcain

8. Juqueen – Gène bleu/Q

Lieu : Allemagne
Performance : 5 pétaflops
Performance maximale théorique : 5,87 pétaflops
Puissance : 2,3 MW

Depuis son lancement en 2012, Juqueen est le deuxième supercalculateur le plus puissant d'Europe et le premier d'Allemagne. Comme Vulcan, ce cluster de supercalculateurs a été développé par IBM dans le cadre du projet Blue Gene, et appartient à la même génération Q.

Le supercalculateur est situé dans l'un des plus grands centres de recherche d'Europe à Juliers. Il est utilisé en conséquence - pour le calcul haute performance dans diverses recherches scientifiques.

Supercalculateur Juqueen

7. Débandade – PowerEdge C8220

Lieu : États-Unis
Performances : 5,16 pétaflops
Performance maximale théorique : 8,52 pétaflops
Puissance : 4,5 MW

Situé au Texas, Stampede est le seul cluster figurant dans le top dix du Top 500 développé par la société américaine Dell. Le supercalculateur se compose de 160 racks.

Ce supercalculateur est le plus puissant au monde parmi ceux utilisés exclusivement à des fins de recherche. L’accès aux installations du Stampede est ouvert aux groupes scientifiques. Le cluster est utilisé dans un large éventail de domaines scientifiques - de la tomographie précise du cerveau humain et de la prévision des tremblements de terre à l'identification de modèles dans les structures musicales et linguistiques.

Bousculade des superordinateurs

6. Piz Daint-Cray XC30

Lieu : Suisse
Performances : 6,27 pétaflops
Performance maximale théorique : 7,78 pétaflops
Puissance : 2,3 MW

Le Centre national suisse de calcul scientifique (CSCS) possède le supercalculateur le plus puissant d'Europe. Le Piz Daint, du nom de la montagne alpine, a été développé par Cray et appartient à la famille XC30, au sein de laquelle il est le plus productif.

Piz Daint est utilisé à diverses fins de recherche, telles que des simulations informatiques dans le domaine de la physique des hautes énergies.

Supercalculateur Piz Daint

5. Mira – Gène bleu/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 8,56 pétaflops
Performance maximale théorique : 10,06 pétaflops
Puissance : 3,9 MW

Le supercalculateur Mira a été développé par IBM dans le cadre du projet Blue Gene en 2012. La division de calcul haute performance du Laboratoire national d'Argonne, qui héberge le cluster, a été créée grâce à un financement gouvernemental. L’intérêt croissant de Washington pour la technologie des supercalculateurs à la fin des années 2000 et au début des années 2010 serait dû à la rivalité avec la Chine dans ce domaine.

Situé sur 48 racks, Mira est utilisé à des fins scientifiques. Par exemple, le superordinateur est utilisé pour la modélisation climatique et sismique, ce qui permet d'obtenir des données plus précises sur la prévision des tremblements de terre et du changement climatique.

Superordinateur Mira

4. Ordinateur K

Lieu : Japon
Performances : 10,51 pétaflops
Performance maximale théorique : 11,28 pétaflops
Puissance : 12,6 MW

Développé par Fujitsu et situé à l'Institut de recherche physicochimique de Kobe, le K Computer est le seul supercalculateur japonais à figurer dans le top dix du Top 500.

À un moment donné (juin 2011), ce cluster a pris la première place du classement, devenant ainsi l'ordinateur le plus productif au monde pendant un an. Et en novembre 2011, K Computer est devenu le premier de l'histoire à atteindre une puissance supérieure à 10 pétaflops.

Le supercalculateur est utilisé dans un certain nombre de tâches de recherche. Par exemple, pour la prévision des catastrophes naturelles (ce qui est important pour le Japon en raison de l'activité sismique accrue de la région et de la grande vulnérabilité du pays en cas de tsunami) et la modélisation informatique dans le domaine médical.

Supercalculateur K

3. Séquoia – Blue Gene/Q

Lieu : États-Unis
Performances : 17,17 pétaflops
Performance maximale théorique : 20,13 pétaflops
Puissance : 7,8 MW

Le plus puissant des quatre supercalculateurs de la famille Blue Gene/Q, qui figurent dans le top dix du classement, se trouve aux États-Unis, au Livermore National Laboratory. IBM a développé Sequoia pour la National Nuclear Security Administration (NNSA), qui avait besoin d'un ordinateur hautes performances dans un but très précis : simuler des explosions nucléaires.

Il convient de mentionner que les essais nucléaires réels sont interdits depuis 1963 et que la simulation informatique constitue l'une des options les plus acceptables pour poursuivre les recherches dans ce domaine.

Cependant, la puissance du supercalculateur a été utilisée pour résoudre d’autres problèmes beaucoup plus nobles. Par exemple, le cluster a réussi à établir des records de performances en matière de modélisation cosmologique, ainsi qu'en créant un modèle électrophysiologique du cœur humain.

Supercalculateur Séquoia

2. Titan-Cray XK7

Lieu : États-Unis
Performances : 17,59 pétaflops
Performance maximale théorique : 27,11 pétaflops
Puissance : 8,2 MW

Le supercalculateur le plus productif jamais créé en Occident, ainsi que le cluster informatique le plus puissant sous la marque Cray, se trouvent aux États-Unis au Laboratoire national d'Oak Ridge. Bien que le supercalculateur dont dispose le ministère américain de l'Énergie soit officiellement disponible pour toute recherche scientifique, en octobre 2012, lors du lancement de Titan, le nombre d'applications a dépassé toutes les limites.

Pour cette raison, une commission spéciale a été convoquée au Laboratoire d'Oak Ridge, qui n'a sélectionné que 6 des projets les plus « avancés » sur 50 candidatures. Parmi eux, par exemple, la modélisation du comportement des neutrons au cœur même d'un réacteur nucléaire, ainsi que la prévision des changements climatiques mondiaux pour les 1 à 5 prochaines années.

Malgré sa puissance de calcul et ses dimensions impressionnantes (404 mètres carrés), Titan n'a pas tenu longtemps sur le piédestal. Six mois seulement après le triomphe de novembre 2012, la fierté américaine dans le domaine du calcul haute performance a été supplantée de manière inattendue par un natif de l'Est, dépassant d'une manière sans précédent les précédents leaders du classement.

Supercalculateur Titan

1. Tianhe-2 / Voie Lactée-2

Lieu : Chine
Performances : 33,86 pétaflops
Performance maximale théorique : 54,9 pétaflops
Puissance : 17,6 MW

Depuis son premier lancement, Tianhe-2, ou Milky Way-2, est en tête du Top-500 depuis environ deux ans. Ce monstre est presque deux fois plus puissant que le n°2 du classement – le supercalculateur TITAN.

Développé par l'Université des sciences et technologies de défense de l'Armée populaire de libération et Inspur, Tianhe-2 se compose de 16 000 nœuds avec un nombre total de cœurs de 3,12 millions. La RAM de cette structure colossale, qui occupe 720 mètres carrés, est de 1,4 pétaoctets et le périphérique de stockage de 12,4 pétaoctets.

Milky Way 2 a été conçue à l'initiative du gouvernement chinois. Il n'est donc pas surprenant que sa puissance sans précédent semble répondre aux besoins de l'État. Il a été officiellement déclaré que le supercalculateur effectuait diverses simulations, analysait d'énormes quantités de données et garantissait également la sécurité nationale de la Chine.

Compte tenu du secret inhérent aux projets militaires chinois, on ne peut que deviner quel type d'utilisation la Voie Lactée-2 reçoit de temps à autre entre les mains de l'armée chinoise.

Supercalculateur Tianhe-2

Le terme « superordinateur » a deux interprétations : une interprétation officielle sérieuse et une interprétation comique. La première interprétation est proposée par George Michael et Sidney Fernbach, qui ont travaillé au Livermore National Laboratory et au CDC dans les années 1960 : un système informatique plusieurs fois plus rapide que les ordinateurs classiques de son époque. La deuxième interprétation d'un « superordinateur » (bande dessinée) est n'importe quel ordinateur créé par Seymour Cray, un pionnier du superordinateur qui a créé la société Cray Inc, qui est toujours un leader dans cette industrie.

Processus d'installation du supercalculateur Cray-1 (1978)

Quel « supercalculateur » devrions-nous construire ?

Les supercalculateurs modernes, contrairement aux « monstres informatiques » des années 1970 et 1980, ne sont pas des PC solides, mais des centaines, voire des milliers de serveurs montés en rack connectés à un réseau local. Chaque nœud comprend un ou plusieurs processeurs centraux, éventuellement des coprocesseurs (accélérateurs graphiques, ou plutôt accélérateurs de calcul), des modules RAM, des systèmes d'alimentation et de refroidissement liquide et, bien sûr, un adaptateur Ethernet pour se connecter à un réseau commun de supercalculateur.

Pour qu'un superordinateur fonctionne efficacement, il faut un système d'exploitation (généralement une version spécialement adaptée de Linux) et un logiciel d'application capable de paralléliser une tâche globale en centaines de milliers, voire en millions de tâches simples (processus). Jusqu'à cinquante personnes sont impliquées dans la maintenance des plus grands supercalculateurs du monde : scientifiques, programmeurs, ingénieurs.

Classements TOP500 et Green500

La liste TOP500 des supercalculateurs les plus puissants de la planète est mise à jour deux fois par an (en juin et novembre) et publiée sur le site www.top500.org. La dernière édition du TOP500 (juin 2014) est devenue la 43e de l'histoire. Les performances des supercalculateurs sont mesurées à l'aide du benchmark Linpack, qui teste le sujet test en résolvant des systèmes denses d'équations algébriques linéaires. Parallèlement au TOP500, une évaluation des systèmes informatiques les plus économes en énergie au monde est en cours - Green500.

1. Tianhe-2 (Chine)

Au moins jusqu'en novembre 2014, le « monstre informatique » chinois Tianhe-2, dont le nom se traduit par « Voie lactée », restera invincible. La performance du supercalculateur Inspur, installé à l'Université des sciences et technologies de défense PLA à Changsha, est de 33,86 PFLOPS et la consommation électrique est de 17,81 MW. Il a été possible d'atteindre des performances aussi élevées grâce à la présence de 3,12 millions de cœurs de calcul, mais tous ne sont pas des cœurs de processeur.

L'architecture de Tianhe-2 est hybride, c'est-à-dire qu'elle comprend à la fois des processeurs centraux Intel Xeon E5-2692 à 12 cœurs et des coprocesseurs Intel Xeon Phi 31S1P à 57 cœurs. Ce supercalculateur dispose d’un total de 1 Po de RAM. On ne sait pas encore qui et, surtout, quand pourra prendre la palme à Tianhe-2, car il a un double avantage sur la deuxième place du classement.

2. Titan (États-Unis)

Le supercalculateur américain Titan, avec une performance de 17,59 PFLOPS et une consommation électrique de 8,21 MW, est loin d'être la seule création de Cray Inc. installée au Oak Ridge National Laboratory (ils collaborent depuis longtemps). Titan utilise une combinaison de processeurs centraux AMD Opteron 6274 à 16 cœurs (nombre total de cœurs 0,56 million) et d'accélérateurs informatiques NVIDIA Tesla K20X, chacun avec 2688 cœurs CUDA. La quantité de RAM est de 0,7 Po. Avant le lancement de Tianhe-2 en juin 2013, Titan était le système informatique le plus puissant de la planète.

3. Séquoia (États-Unis)

Le médaillé de bronze du dernier classement TOP500 avec 17,17 PFLOPS et 7,89 MW est un autre « Américain » : le supercalculateur Sequoia. Il a été construit par IBM sur la base de ses propres processeurs Power BQC à 16 cœurs commandés par le Livermore National Laboratory. Contrairement aux Tianhe-2 et Titan susmentionnés, Sequoia ne dispose pas de coprocesseurs, donc tous ses 1,57 millions de cœurs sont des cœurs de processeur. En termes de capacité RAM, ce supercalculateur détient un record absolu - 1,57 Po. De juin à novembre 2012, Sequoia était numéro un mondial.

4. Ordinateur K (Japon)

Un autre ancien champion est l'ordinateur japonais K (10,51 PFLOPS ; 0,7 million de cœurs ; 1,4 Po de RAM), qui a dominé le classement TOP500 tout au long de l'année 2011. Fujitsu était responsable de la construction d'un supercalculateur pour l'Institut de recherche physicochimique de Kobe, qui a choisi non pas les processeurs Intel et AMD x86_64 habituels, ni même IBM Power, mais son propre SPARC64 VIIIfx à 8 cœurs. Le seul grand fabricant de puces à architecture SPARC, outre Fujitsu, est Oracle, qui a absorbé l'activité serveurs de Sun Microsystems. Consommant 12,66 MW d'électricité, l'ordinateur K est le plus économe en énergie du top dix (moins de 1 PFLOPS pour 1 MW).

5. Mira (États-Unis)

A la demande du Laboratoire National d'Argonne, IBM a construit le supercalculateur Mira, dont l'architecture n'est pas sans rappeler celle du Sequoia précité. Ses performances sont de 8,59 PFLOPS (786 000 cœurs de processeur) et sa consommation électrique est de 3,94 MW.

6. Piz Daint (Suisse)

Le système informatique le plus puissant d'Europe, Piz Daint (quel nom !) a été lancé par Cray Inc. au second semestre 2013 au Centre national suisse de calcul scientifique. Outre le Piz Daint, dont la performance est estimée à 6,27 PFLOPS, cette institution scientifique accueille trois autres participants TOP500. Cependant, les superordinateurs « nichent souvent en groupes » (d’autres exemples sont ceux des laboratoires nationaux d’Oak Ridge et de Livermore, aux États-Unis). L'architecture Piz Daint comprend des processeurs Intel et des cartes graphiques NVIDIA.

7. Stampede (États-Unis)

Dell, contrairement à IBM et Cray Inc., est bien connu du citoyen moyen pour ses ordinateurs de bureau et ses ordinateurs portables. Mais en même temps, ils se consacrent à la production de serveurs et même à la construction de supercalculateurs. La septième place du classement TOP500 revient au système informatique Stampede de Dell. Les performances du supercalculateur installé au Texas Advanced Computing Center sont de 5,17 PFLOPS. La structure est similaire à Tianhe-2 (processeurs centraux et coprocesseurs d'Intel).

8-9. JUQUEEN (Allemagne) et Vulcan (USA)

Les supercalculateurs JUQUEEN (5.01 PFLOPS) et Vulcan (4.29 PFLOPS) sont les dernières créations d'IBM. Ils sont situés respectivement au Centre de recherche de Jülich (Allemagne) et au Livermore National Laboratory (États-Unis).

10. Cray XC30 sans nom (États-Unis)

Le seul nouveau venu dans le classement TOP500 mis à jour (juin 2014) était un supercalculateur encore sans nom avec une performance de 3,14 PFLOPS, créé sur ordre du gouvernement américain. Il est construit sur la base de la plate-forme de supercalculateur Cray XC30, utilisée dans le Piz Daint susmentionné.

Conclusion

Les superordinateurs sont capables non seulement d'analyser de gros volumes de données statistiques, mais également de simuler diverses situations et phénomènes. C'est pourquoi ils sont indispensables pour les calculs économiques, les expériences physiques, chimiques et biologiques, les prévisions météorologiques et les catastrophes naturelles.

De plus, les supercalculateurs sont une source de fierté nationale. Ainsi, aux États-Unis, il existe 232 supercalculateurs du TOP500 (il y a un an, il y en avait 252), en Chine - 76 (le nombre précédent était de 66), au Royaume-Uni et au Japon - 30 chacun. Le supercalculateur ukrainien le plus puissant installé au pays L'Université technique nationale "Institut polytechnique de Kiev", malheureusement, n'a pas été modernisée depuis longtemps et n'est donc pas incluse dans le TOP500.