L’industrie de l’informatique est en progrès constant. Les processeurs sont de plus en plus rapides, le stockage de moins en moins cher et la mémoire de plus en plus dense, et les répercussions de ces avancées technologiques se font sentir dans tous les aspects de la société. Les réseaux neuronaux basés sur l’IA deviennent une technique de plus en plus populaire pour résoudre des problèmes et extraire des analyses de grands ensembles de données, nécessitant davantage de puissance de traitement. C’est donc tout naturellement que les gouvernements continuent d’investir dans des superordinateurs plus puissants. C’est dans ce contexte de cette nécessité technologique que le Département de l'Énergie des États-Unis a annoncé ce mardi matin le contrat pour son superordinateur le plus rapide à ce jour, baptisé Frontier. Frontier sera le supercalculateur le plus rapide du monde et sera construit aux États-Unis, d'ici 2021, par le concepteur de puces AMD et le fabricant de supercalculateurs Cray pour le laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) dans le Tennessee. Il devrait produire plus de 1,5 exaflops de puissance de traitement – 1,5 milliard de milliards d’opérations en virgule flottante par seconde –, et sera utilisé pour une série de tâches, effectuant des calculs avancés dans des domaines comme la recherche nucléaire et climatique.
Le secrétaire de l'Énergie, Rick Perry, a déclaré dans un communiqué de presse :
« La performance record de Frontier permettra à notre pays d'être un chef de file mondial dans le domaine des sciences qui améliorent la vie et la prospérité économique de tous les Américains et du monde entier ». « Frontier accélérera l'innovation dans le domaine de l'intelligence artificielle en fournissant aux chercheurs américains des données et des ressources informatiques de classe mondiale pour s'assurer que les prochaines grandes inventions seront réalisées aux États-Unis », a-t-il ajouté.
Frontier devrait être livré en 2021, et lorsqu'il sera activé, il deviendra le deuxième et le plus puissant des deux « systèmes exascales » prévus par le Département américain de l'Énergie jusqu’en 2021. Il s'agit de la prochaine génération de capacité de calcul, dans laquelle la puissance de traitement est mesurée en exaflops, ou quintillions de calculs par seconde. Ce système ambitieux n'est cependant pas bon marché ; avec un prix de plus de 500 millions de dollars pour le seul système et 100 millions de dollars supplémentaires pour la R&D, Frontier est l'un des supercalculateurs les plus chers jamais commandés par le ministère américain de l'Energie.
Les Etats-Unis sont déjà impliqués dans un premier projet de l’informatique exascale. En effet, le gouvernement américain a annoncé en mars dernier qu’il s’est allié avec Intel, l’un des plus grands fournisseurs de semi-conducteurs dans le monde et l’entreprise Cray, spécialisée dans la construction de machines ultrarapides, dans une nouvelle initiative pour la construction d’ordinateurs puissants et hautement performants. Ensemble, ils ont commencé à travailler sur un premier supercalculateur baptisé Aurora censé être d’ici 2021 l’ordinateur le plus rapide du pays et dans le monde, après Frontier. Aurora sera doté de performances dites exaflop et il sera la première machine américaine à atteindre le jalon exascale.
Le nouveau supercalculateur en cours de construction s’inscrit dans le cadre du programme CORAL-2 pour supercalculateurs du DOE américain, Frontier devant remplacer le supercalculateur Summit actuel du laboratoire d’Oak Ridge. Pour rappel, Summit est l'actuel champion en titre dans le monde des supercalculateurs depuis novembre dernier, avec ses 200 petaflops de performance. Au total, Frontier devrait être capable de fournir plus de 7 fois les performances de Summit. Le laboratoire s'attend à ce que ce superordinateur soit utilisé pour un large éventail de projets dans de nombreuses disciplines, y compris non seulement les tâches traditionnelles de modélisation et de simulation, mais aussi davantage de techniques axées sur les données pour l'intelligence artificielle et l'analyse de données.
Selon AMD, Frontier aura autant de puissance de traitement que les 160 supercalculateurs les plus rapides combinés. Il sera capable de traiter une quantité étonnante de données, avec une bande passante 24.000.000 fois supérieure à celle d'une connexion Internet domestique moyenne, capable de traiter 100.000 films HD en une seconde.
Ce contrat d’un montant de 600 millions de dollars est particulièrement important pour AMD qui n'a pas fourni les processeurs pour le supercalculateur le plus rapide du monde depuis 2012, lorsque les processeurs AMD Opteron ont été utilisés pour pousser l'ordinateur Titan d'ORNL à une référence de 17,59 petaflops par seconde, selon Patrick Moorhead, analyste en semi-conducteurs chez Moor Insights & Strategy. Quant à Intel, le monde des puces de supercalculateurs est principalement entre ses mains, et il participe avec Cray au premier projet de l’informatique exascale du gouvernement américain.
En ce qui concerne le CPU, AMD utilisera des dizaines CPU EPYC personnalisés de nouvelle génération, chacun connecté à quatre des GPU Radeon Instinct de l'entreprise. Dans l'ensemble, Frontier sera organisé en plus de 100 cabinets Cray Shasta. Et bien que Cray n'ait pas annoncé de chiffre spécifique de consommation d'énergie pour Frontier, avec une puissance nominale de 300 KW pour chaque armoire, cela porterait le système complet à plus de 30MW, voire, plus de deux fois la consommation d'énergie du Sommit qui est de 13MW.
En plus d'aider les États-Unis à atteindre leurs propres objectifs de leadership en matière de supercalculateurs, l'obtention du contrat Frontier représente également de gros gains pour Cray et AMD. Cray est maintenant impliqué dans les deux systèmes exascales 2021, renforçant ainsi sa propre place dans le monde du supercalculateur. Pendant ce temps, pour AMD, qui n’a pas participé à la construction des supercalculateurs les plus puissants au monde depuis plusieurs années, c’est une victoire majeure et prestigieuse pour ses deux divisions CPU et GPU.
Toutefois, ces nouveaux projets de superordinateurs ne signifient pas nécessairement que les États-Unis sont la plus grande puissance de calcul du monde, cependant. On s'attend à ce que la Chine ait son propre superordinateur exascale opérationnel d'ici 2020, un an avant l’échéance des projets de l'Amérique. La Chine est également le leader mondial en termes de volume de supercalculateurs et abrite actuellement 227 des ordinateurs les plus rapides du monde, contre seulement 109 exploités par les États-Unis. Le Japon et l'Union européenne sont les autres principaux concurrents. La France mobilisera 44 millions d'euros pour la R&D d'ici 2020, afin d'approcher le seuil des opérations exaflopiques.
Source : Département de l’Energie des Etats-Unis
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