L’informatique à l’échelle exascale
Qu’est-ce que l’informatique exascale ?
L’informatique exascale est un nouveau niveau de supercalcul capable d’effectuer au moins un calcul en virgule flottante exaflopique par seconde pour prendre en charge les charges de travail étendues de modélisation, de simulation, d’IA et d’analyse convergées.
Quels sont les avantages de l’informatique exascale ?
Les principaux avantages de l’informatique exascale reposent sur la capacité à résoudre des problèmes à des niveaux de complexité incroyables.
Découverte scientifique : des changements se produisent constamment dans le secteur des technologies scientifiques. Compte tenu des développements, des validations et des études contribuant au progrès de la découverte scientifique, il y a un besoin pressant de calcul intensif. L’informatique exascale a la puissance nécessaire pour résoudre les origines des éléments chimiques, contrôler les produits chimiques et les matériaux instables, valider les lois de la nature et sonder la physique des particules. L’étude et l’analyse de ces sujets ont conduit à des découvertes scientifiques qui seraient inaccessibles sans la capacité du calcul intensif.
Sécurité : il existe une forte demande de calcul intensif dans le secteur de la sécurité. L’informatique exascale nous aide à résister aux menaces physiques et cybernétiques émergentes pour notre sécurité nationale, énergétique et économique, tout en favorisant simultanément la croissance et l’efficacité de la production alimentaire, la planification urbaine durable et la planification de la reprise après sinistre.
- La sécurité nationale tire profit de la capacité de l’informatique exascale pour fournir des réponses intelligentes aux menaces et analyser des environnements hostiles. Ce niveau de calcul se produit à des vitesses quasi inconcevables, contrecarrant d’innombrables risques et menaces pour la sécurité de la nation.
- La sécurité énergétique est réalisable grâce à l’informatique exascale, car elle profite non seulement à la conception de technologies à faibles émissions, mais favorise également l’analyse des cultures résistantes au stress. Garantir davantage de ressources alimentaires et énergétiques durables est un élément essentiel des efforts de sécurité de la nation.
- La sécurité économique est renforcée par l’informatique exascale sur plusieurs fronts. Elle permet une évaluation précise des risques de catastrophes naturelles, comme la prévision de l’activité sismique et l’élaboration de solutions proactives. L’urbanisme bénéficie également du calcul intensif, car il contribue aux plans d’utilisation et de construction efficace des réseaux énergétiques et électriques.
Santé : L’industrie médicale tire grandement profit de l’informatique exascale, en particulier dans le domaine de la recherche sur le cancer. Avec des modèles prédictifs pour les réactions aux médicaments et une capacité d’automatisation intelligente, les processus critiques de la recherche sur le cancer ont été révolutionnés et accélérés.
Pourquoi l’informatique exascale est-elle importante ?
Nous devons réaliser des progrès dans les sciences appliquées afin d’améliorer la prise de décision et d’élargir notre compréhension de l’univers. L’informatique exascale, autrement connue sous le nom de calcul intensif exascale, est nécessaire pour accélérer cette compréhension. Les scientifiques et les ingénieurs appliquent l’analyse des données, soutenue par le calcul intensif exascale, afin de repousser les limites de nos connaissances actuelles et de promouvoir davantage les innovations révolutionnaires dans les sciences et la technologie.
À mesure que l’informatique exascale prend de l’ampleur dans le monde, il y a une demande croissante d’expansion et d’augmentation des capacités de calcul intensif pour maintenir le leadership mondial dans les secteurs scientifiques et technologiques. Avec l’apport de l’intelligence artificielle (IA), du machine learning (ML), de la modélisation et de la simulation, les ordinateurs exascale n’ont jamais connu une telle puissance exponentielle.
L’informatique exascale fait progresser rapidement les architectures technologiques et scientifiques de nos sociétés. La puissance même de ces machines exige une utilisation responsable — les sociétés du monde entier connaissent des changements dynamiques dans leurs structures morales et leurs attentes en matière de durabilité. Avec l’informatique exascale, nous commençons à découvrir des solutions à des problèmes jusqu’alors considérés insolubles.
Comment fonctionne l’informatique exascale ?
Les systèmes informatiques exascale analysent et résolvent 1 000 000 000 000 000 000 d’opérations en virgule flottante par seconde (FLOPS), simulant les méthodes et les interactions des forces fondamentales au sein de l’univers.
Ces supercalculateurs sont créés à partir de zéro pour gérer les demandes massives des charges de travail de simulation, de modélisation convergée, d’IA et d’analyse d’aujourd’hui. Les supercalculateurs exascale offrent des performances fiables en prenant en charge une combinaison d’unités centrales et de processeurs graphiques, même de générations différentes, des nœuds multisockets et d’autres dispositifs de traitement dans une infrastructure intégrée unique.
Alors que les charges de travail évoluent rapidement, l’architecture informatique est essentielle pour répondre aux besoins de votre organisation. Les supercalculateurs peuvent être constitués avec plusieurs choix de traitement au silicium, et avec une infrastructure unique de gestion et de développement d’applications.
Nous avons besoin d’ordinateurs capables de répondre aux questions de recherche les plus complexes du monde. Les ordinateurs exascale ont la capacité de résoudre ces questions grâce au mouvement rapide des données entre les processeurs et le stockage, opérant sans ralentissement, malgré la quantité massive de matériel et de composants utilisés pour les construire.
Informatique exascale ou informatique quantique ?
Informatique exascale
L’informatique exascale est un type de calcul intensif ultrapuissant, avec des systèmes effectuant des milliards de calculs par seconde, utilisant une infrastructure d’unités centrales et de processeurs graphiques pour traiter et analyser les données. Ce type de calcul est exploité par des systèmes numériques, en conjonction avec le matériel le plus puissant au monde.
Informatique quantique
L’informatique quantique ne relève pas des méthodes de calcul conventionnelles, car les systèmes quantiques utilisent des codes binaires pour être actifs au même moment. Ce processus est construit pour permettre le superpositionnement et l’imbrication de code en simultané, avec une analyse et une résolution efficace des problèmes, rendus possibles par les lois de la théorie quantique dans la physique.
Actuellement, l’informatique exascale est capable de traiter et de résoudre des problèmes, d’informer et de fournir des développements technologiques à un rythme beaucoup plus élevé que l’informatique quantique. Cependant, l’informatique quantique est actuellement sur la bonne voie pour dépasser de loin la capacité de calcul exascale. Le calcul quantique nécessite également beaucoup moins de consommation d’énergie pour alimenter des charges de travail similaires à celles des supercalculateurs exascale.
Qu’est-ce qu’un ordinateur exascale ?
Un ordinateur exascale est un système informatique massif stocké dans des armoires, à l’intérieur d’entrepôts ou de bâtiments utilisés par la recherche. Ces ordinateurs appartiennent généralement à des administrations publiques, mais peuvent aussi être la propriété de grands conglomérats. Dans les faits, les supercalculateurs exascale ont un coût de construction tellement élevé que les scientifiques et les chercheurs recourent généralement à des subventions pour les louer.
Les systèmes informatiques capables de calcul exascale génèrent d’énormes quantités de chaleur en raison du niveau de traitement produit. Ils doivent avoir des dispositifs de refroidissement spéciaux dans les systèmes et les racks, ou être hébergés dans des climats extrêmement froids, pour maintenir le plus haut niveau de fonctionnement. Ce sont des ordinateurs numériques dotés d’une capacité extrêmement élevée et d’un matériel très puissant, ce qui les différencie des autres supercalculateurs ou des ordinateurs quantiques.
Les ordinateurs exascale simulent les lois fondamentales de la physique, telles que les interactions granulaires entre les atomes, afin de construire notre connaissance de l’univers et de tout ce qu’il contient. Plusieurs industries utilisent cette capacité pour mieux comprendre, prédire et construire l’avenir du monde. Par exemple, lorsque les chercheurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) tentent d’améliorer leurs prévisions météorologiques, ils examinent toutes les interactions potentielles de la pluie, du vent, des nuages et d’autres phénomènes atmosphériques pour établir les implications de chaque élément, jusqu’au niveau de l’atome.
Ces calculs sont effectués à l’aide d’équations mathématiques de base pour chaque interaction entre chaque force dans un environnement donné, à un moment donné, jusqu’à la milliseconde. Ces interactions simples forment rapidement des billions de combinaisons, calculées et analysées par des billions d’équations mathématiques compilées. Seul un ordinateur exascale peut calculer à ce rythme. Les calculs forment une image ou une simulation de ce à quoi ressemble chaque interaction, qui peut être étudiée pour faire progresser notre compréhension de l’univers. Les supercalculateurs exascale renforcent littéralement nos connaissances, nous aidant à relever les défis de demain.
HPE et le calcul exascale
Les supercalculateurs HPE Cray EX offrent des fonctionnalités révolutionnaires pour des questions révolutionnaires, donnant le ton pour la prochaine ère de la science, de la découverte et de la réussite. Ils sont fabriqués sans pièces mobiles et avec un refroidissement liquide direct (DLC) pour promouvoir la plus grande durabilité tout en maintenant le plus haut niveau de fonction pour les charges de travail les plus importantes et les plus complexes. Avec la possibilité de mélanger différentes générations d’unités centrales et de processeurs graphiques, l’infrastructure est extensible à mesure que les développements et les mises à niveau deviennent disponibles avec les avancées technologiques dans les environnements de calcul.
HPE propose également le supercalculateur HPE Cray, avec une configuration de rack standard de 19 pouces dans un serveur de calcul 2U. Il offre la possibilité de mettre en œuvre un système plus petit tout en offrant le même ensemble de fonctionnalités que les systèmes HPE Cray EX. Ce système est parfait pour les entreprises qui évoluent vers le calcul intensif au sein de leur infrastructure de données, avec des capacités d’extension pour des besoins futurs en performances accrues.
Pour répondre aux besoins des entreprises confrontées à des problèmes urgents, les supercalculateurs HPE Cray sont alimentés par les meilleurs processeurs au monde. Des processeurs AMD EPYC™ et des processeurs graphiques AMD Instinct™ sont utilisés en collaboration pour gérer les plus grands ensembles de données avec la vitesse et les performances les plus élevées. Et avec HPE Slingshot, votre entreprise peut relier le calcul intensif, le cloud et les datacenters pour créer le meilleur environnement de calcul haute performance.