Le supercalculateur El Capitan fera exploser ses rivaux, avec 2 quintillions de calculs par seconde

Le supercalculateur El Capitan, construit par la division de superordinateurs Cray de HPE avec des processeurs d'AMD, devrait se mettre au travail au Lawrence Livermore National Laboratory en 2023.

Le supercalculateur El Capitan, construit par la division de superordinateurs Cray de HPE avec des processeurs d’AMD, devrait se mettre au travail au Lawrence Livermore National Laboratory en 2023.

Hewlett Packard Enterprise

Hewlett Packard Enterprise et AMD fourniront 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 appelé El Capitan, promet-il, fonctionnera à 2 exaflops, ou 2 quintillions de calculs par seconde. C’est assez rapide pour que si la population humaine du monde puisse effectuer un tel calcul par seconde, il faudrait huit ans à tout le monde pour égaler 1 seconde de calcul El Capitan.

La machine la plus rapide actuelle, telle que mesurée par le classement Top500 publié par les chercheurs en superinformatique deux fois par an, est la Supercalculateur Summit construit par IBM au Oak Ridge National Laboratory au Tennessee. Les améliorations ont porté ses performances à 143 pétaflops.

“Nous nous attendons à ce qu’il soit livré au laboratoire en 2023, ce sera le supercalculateur le plus rapide du monde”, a déclaré mercredi Bill Goldstein, directeur du laboratoire de 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 à El Capitan ainsi que les détails de conception.

Les superordinateurs sont des systèmes gigantesques assemblés à partir de centaines ou de milliers d’ordinateurs reliés à des interconnexions à haute vitesse pour transférer les données et coordonner les opérations. Ils occupent des salles de la taille de courts 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 petites machines. Dans le cas d’El Capitan, cela signifie des simulations 3D complètes d’explosions d’armes nucléaires que le département américain de l’Énergie exige pour s’assurer que son stock vieillissant d’armes thermonucléaires fonctionnera comme annoncé, ne s’effondrera pas ou ne posera pas de risques de sécurité inattendus. Le DOE finance ces superordinateurs depuis les années 1990, les adoptant alors que les États-Unis arrêtaient les essais nucléaires réels.

Simulations compliquées

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

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

Le directeur du Laboratoire national Lawrence Livermore, Bill Goldstein

Le directeur du laboratoire national de Lawrence Livermore, Bill Goldstein, décrit El Capitan, un supercalculateur construit par Hewlett Packard Enterprise et AMD qui devrait être le plus rapide au monde lors de son démarrage en 2023.

Stephen Shankland / Crumpe

Les superordinateurs sont également en demande pour la recherche en santé et génétique, la modélisation astrophysique, la conception d’aéronefs et d’automobiles, les simulations de changement climatique et, plus récemment, les 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 avancer les nouveaux travaux que nous faisons pour combiner l’apprentissage automatique avec la modélisation et la simulation traditionnelles qui ont soutenu 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 formuler des prévisions rapidement et avec précision.”

Aujourd’hui, l’IA est utilisée pour détecter des modèles tels que les transactions frauduleuses par carte de crédit et interpréter des données complexes comme 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 particulière. Il pourrait également être utile de choisir les variantes d’une simulation à essayer, en se concentrant plus rapidement sur ce qui est important, a déclaré Goldstein.

Écrous et boulons de superordinateur El Capitan

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

Il aura besoin de 30 mégawatts d’électricité, soit environ la même consommation que 12 000 foyers, selon les taux de consommation d’énergie fédéraux.

Les alliés derrière la machine ne révéleront pas 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 de produits pour respecter l’échéance d’El Capitan, a déclaré la directrice générale Lisa Su. “Nous avons intégré notre feuille de route afin de 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 à plus haut débit, 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, directeur adjoint adjoint de Livermore pour le calcul haute performance.

Un superordinateur HPE-AMD connexe 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 à virgule flottante par seconde) est 1 000 fois 1 pétaflops, ce qui rend El Capitan environ 10 fois plus rapide que Summit. Bien qu’El Capitan soit destiné à la recherche classifiée, Livermore disposera d’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 des 2 exaflops – 2 000 000 000 000 000 000 de calculs par seconde – est un coup de pouce notable par rapport aux machines d’aujourd’hui. Mais beaucoup de choses pourraient se produire au cours des trois années qu’il faudra pour construire El Capitan. Les machines Summit ont récupéré la première place aux 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 le premier à franchir le seuil des exaflops.

Confiant El Capitan sera le plus rapide

Mais HPE et ses partenaires sont convaincus qu’El Capitan sera en effet la machine la plus rapide, en partie à cause de toutes les nouvelles recherches et développements qu’elle finance pour rendre une telle machine 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 pointe de ce qui est possible dans ce laps de temps», a déclaré Peter Ungaro, chef des hautes performances de HPE. entreprise informatique. “Nous sommes convaincus que nous allons avoir la plus grande machine de la planète.”

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

Les performances maximales sont plus faciles à prévoir bien avant de construire El Capitan, a déclaré le laboratoire de Livermore dans un communiqué. Ils s’attendent à ce que la différence entre les performances soutenues et les performances de pointe 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, qu’ils espèrent représenter plus largement différentes tâches informatiques.


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3h00

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