La France exaflopique : un milliard de milliards d’opérations à la seconde, Ivan Lavallée

La France, avec sa compagnie Bull alliée au CEA et TERATEC (pôle européen en simulation numérique), sera dans le peloton de tête des superpuissances informatiques en 2020 si d’ici là une OPA ou une autre ne vient pas acheter « à la découpe » cet atout maître d’un possible redressement industriel français.

BULL : L’ALSTOM DE L’INFORMATIQUE

Bull, fleuron de l’informatique française, seul capable de maintenir la France et même l’Europe dans la course aux supercalculateurs, risque de disparaître. Issu du plan Calcul, plan destiné à assurer l’indépendance nationale en informatique, et qui a souffert des errements politiques des gouvernements, Bull est entièrement privatisé en 2004. Elle est passée de 26000 salariés en 1983 à 9200 en 2013, et va être rachetée par Atos, groupe français d’ingénierie et de services informatiques.

L’OPA a été approuvée par les conseils d’administration sans que la puissance publique, l’État, n’ait eu son mot à dire à propos d’une entreprise à l’activité cruciale pour l’industrie française à venir. Les entreprises, en bonne logique libérale, étant devenues des marchandises comme les autres. Disposer d’un supercalculateur de classe exaflopique, c’est-à-dire 1000 fois plus puissant que les machines les plus rapides actuellement exploitées dans les centres de calcul, tel est l’enjeu de la course à la puissance, et la France est (encore?) dans la course.

UN PROBLÈME DE PROCESSEURS ET D’ÉNERGIE

La machine aujourd’hui la plus rapide de la planète en vitesse de crête est chinoise, exploitée par l’Université nationale des technologies (NUDT), c’est Tianhe-2 (Voie céleste-2 en mandarin), elle est capable de fonctionner à 33,86 petaflops (voir encadré) sur les tests standards et à 54 petaflops en vitesse de crête. Passer du petaflops à l’exaflops, mille fois plus rapide, va s’avérer extrêmement compliqué. Il va falloir aligner des centaines de milliers de processeurs. Déjà, pour atteindre un tel niveau de performance, les Chinois ont dû aligner des processeurs Xeon de chez Intel, portant l’ensemble du parallélisme à 3120000 processus (cores en anglais) avec une consommation globale d’électricité de 18 MW.

Si on veut obtenir une machine d’une puissance de 1 exaflops, impossible d’ajouter des racks supplémentaires: il faudrait un réacteur nucléaire dédié à pleine puissance d’environ 1800 MW pour pouvoir l’alimenter. Et les problèmes de fiabilité de la partie électronique, des centaines de milliers de processeurs, des bancs mémoire, des mémoires annexes (disques durs rapides) vont être cruciaux. Les interventions risquent d’être incessantes sur un tel système, sans compter les difficultés logicielles.

Comme on voit, le problème de la puissance électrique nécessaire est un point crucial. Avec les technologies actuelles, on ne peut pas espérer descendre sous les 1000 MW. La recherche pour des processeurs ultrarapides multicoeurs et peu consommateurs est un élément décisif du projet exaflopique.

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Processeur Power7

Dans ces conditions, l’objectif d’Intel est de faire passer la consommation d’un serveur de 5 kW à 20 W, et c’est aussi l’objectif de tout fabricant de processeurs qui veut entrer dans la course à l’exaflops. Faute d’atteindre cet objectif, l’ordinateur exaflopique est hors de portée. Les fondeurs de microprocesseurs doivent donc augmenter de manière décisive la densité du nombre de coeurs dans leurs processeurs, et faire décroître de manière drastique leur consommation électrique. Intel vise cet objectif de l’ordinateur exaflopique d’ici à la fin de la décennie il a engagé un projet de recherche de processeur à grand nombre de cœurs voici plusieurs années.

Son processeur Larrabee, dévoilé en 2008, visait alors à remplacer les cartes graphiques via de multiples coeurs de type x86. L’approche a été contrée par les fabricants de puces graphiques qui ont multiplié les coeurs de traitement en beaucoup plus grand nombre que ce qu’Intel pouvait faire en restant sur son architecture x86. Ce dernier a donc redirigé ses efforts vers le calcul intensif avec sa lignée de processeurs Knights, basés sur ‘l’architecture Intel MIC (pour Many Integrated Core).

UN PREMIER CENTRE DE CALCUL INTÉRESSÉ

Le premier centre de calcul à avoir acquis ce processeur ultrarapide est celui de l’université du Texas, à Austin. Baptisé « Stampede », ce supercalculateur vise à atteindre une puissance de 10 petaflops. Les deux premiers petaflops installés seront exécutés par des racks de serveurs Xeon E5, dans leur future version 8 coeurs. Les huit petaflops suivants seront déployés sur ce nouveau processeur Knights Corner. Le « Stampede » a été mis en production en janvier 2013, et si le Knights Corner tient ses promesses en termes de puissance délivrée, de consommation électrique et aussi de chaleur dégagée, c’est au titre de calculateur le plus puissant de la planète qu’il pourrait s’attaquer. Quant au calculateur exaflopique, c’est certainement l’un de ses petits-fils qui l’animera.

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À droite, le supercalculateur de l’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)

UN ENJEU INDUSTRIEL MAJEUR POUR LA FRANCE ET L’EUROPE

Bull, dernier fabricant d’ordinateurs made in France et en Europe depuis que Siemens s’est retiré du créneau, s’est dédié aux supercalculateurs depuis 1986 dont il est aujourd’hui un des spécialistes mondiaux, avec un chiffre d’affaires de 1,3 milliard d’euros en 2013. Une activité dite d’extreme computing, à l’image de la dernière génération, Bullx, vendue à Météo France, qui doit atteindre 5 petaflops à l’horizon 2016, soit 5 millions de milliards d’opérations à la seconde. Le supercalculateur Sequoia d’IBM atteint déjà 16,32 petaflops.

Mais la montée en puissance de Bull et les commandes publiques, de la météo (Montpellier) ou du CEA laissent bien augurer de la suite, à condition que la finance ne s’en mêle pas et que le pouvoir politique marque une volonté en la matière, l’accès à cette puissance étant un enjeu industriel qui dépasse très largement le seul secteur de la fabrication d’ordinateurs. Même si Bull n’est pas une « pépite » financièrement parlant, comme peuvent l’écrire les rapaces des OPA, c’est en tout cas une pièce maîtresse dans une politique industrielle nationale, laquelle ne se mesure pas à la seule aune de la « rentabilité » d’une seule entreprise : il y a là une cohérence industrielle à garder ou à obtenir.

C’est le coeur des mutations industrielles à venir. Atos est une grosse entreprise (plus de 70 000 collaborateurs) européenne dont le siège est dans la région parisienne, la réunion Atos-Bull représente une puissance informatique de rang mondial, dans l’informatique « en l’air » (cloud) comme dans la cybersécurité, qui est un domaine sensible en forte expansion, la gestion des grandes masses de données (big data).

À tout cela et à bien d’autres domaines, comme la simulation numérique qui est le socle de l’activité industrielle à venir, comme aide à la conception dont il est question dans ce dossier, les supercalculateurs exaflopiques sont indispensables. Il est tout aussi indispensable que la réunion de ces deux entreprises, si elle se fait, ne donne pas lieu à une opération financiaro-industrielle qui mettrait la France et l’Europe en dépendance d’une puissance étrangère, obérant ainsi gravement toute possibilité de redressement d’une industrie nationale.

IVAN LAVALLÉE

Quelques liens intéressants :

http://alliancegeostrategique.org/2012/05/28/la-grande-et-secrete-aventure-dessuperclaculateurs-de-lunion-sovietique/

http://fr.news.yahoo.com/lessuperordinateurs-cray-retrouvent-une-063242444.html

http://pro.01net.com/editorial/546646/unpremier-superordinateur-exascale-avant-2020/

http://chinaphonehouse.org/2013/07/lerockchip-rk3188-le-meilleur-des-processeursquad-core-chinois/

Illustrations :

Le Power7 est un processeur 8 coeurs. Il est composé de 1,2 milliard de transistors. La recherche pour des processeurs ultrarapides multicoeurs et peu consommateurs est un élément décisif du projet exaflopique. Ce point est crucial, car avec les technologies actuelles on ne peut pas espérer descendre sous les 1 000 MW, soit une puissance électrique équivalant à la consommation d’une ville de plus d’un million d’habitants… ce qui est excessif et rédhibitoire pour un super-calculateur aussi performant soit-il.

– L’ordinateur chargé de collecter les données du telescope ALMA dans le désert d’Atacama, dans le nord du Chili, doit être capable d’exécuter 66 millions de milliards (6×1015) d’opérations par seconde. Que ce soit pour la compréhension de l’Univers, l’évaluation du réchauffement climatique, la météo ou les grandes simulations nécessaires aux industries, les supercalculateurs sont devenus incontournables.

L’AMBITION FRANÇAISE

Le CEA et l’université de Versailles – Saint-Quentin-en-Yvelines, en partenariat avec Intel, se lancent dans la conception d’un calculateur capable de faire 1 milliard de milliards d’opérations par seconde. Le laboratoire Exascale Computing Research a pour mission de réfléchir aux contraintes matérielles et logicielles d’une telle machine. Cette université forme déjà au niveau master les ingénieurs et chercheurs capables non seulement d’utiliser ces machines, mais aussi de concevoir et espérons-le, de construire les prochaines générations de supercalculateurs français.

VOUS AVEZ DIT « FLOPS »?

Flops est un acronyme anglais signifiant « opérations à virgule flottante par seconde ».

Les unités associées sont :

1 gigaflops : 10^9 opérations par seconde, soit un milliard (1 000 000 000) d’opérations par seconde

1 téraflops : 10^12 opérations par seconde, soit mille milliards (1000 000 000 000) d’opérations par seconde

1 petaflops : 10^15 opérations par seconde, soit un million de milliards (1000 000000 000 000) d’opérations par seconde

1 exaflops : 10^18 opérations par seconde, soit un milliard de milliards (1000 000 000 000 000 000) d’opérations par seconde

LE CAS DU JAPON

Le Japon, qui ne veut pas être exclu de la compétition des superordinateurs, a décidé de développer à partir de 2014 une nouvelle machine 100 fois plus puissante que K, son actuel champion, qui soit capable d’atteindre vers 2020 une puissance de calcul de l’ordre de l’exaflops (1 milliard de milliards d’opérations par seconde). Un budget de l’ordre de 100 milliards de yens (770 millions d’euros au cours actuel) devrait être consacré à la conception d’un tel calculateur, destiné notamment à des simulations médicales ou terrestres.

Une réflexion sur “La France exaflopique : un milliard de milliards d’opérations à la seconde, Ivan Lavallée

  1. SUPERCALCULATEURS BINAIRES – DANS QUEL ORDRE IL EST CONSEILLE DE LIRE MES PAVES DE TEXTE
    Ces 2 dernières années, j’ai rédigé plusieurs pavés de texte ayant comme sujet les Systèmes Informatiques Binaires existant ou à venir au Monde. Ceux-ci ont été publiés en premier sur le mur du Compte Facebook de mon fils David MOCCHETTI qui est l’équivalent d’un Journal Scientifique genre Sciences & Avenir, à la différence près que le Journal de David est gratuit, il a été paramétré pour être lu par le Public (par le Monde Entier). Pour donner de l’ampleur au Journal de David, j’ai publié à ce jour plus de 150 pavés de texte sur YouTube et Google. Les modalités d’accès à ceux-ci sont explicitées sur le mur à David, ils figureront en Annexe du présent pavé de texte. Pour la lecture des pavés de texte traitant des Supercalculateurs Binaires l’ordre suivant est vivement conseillé :
    – Supercalculateurs Exaflopiques,
    – Supercalculateurs Zettaflopiques,
    – Supercalculateurs Yottaflopiques.
    Il y a 2 articles concernant les Supercalculateurs Exaflopiques, à savoir :
    – SUPERCALCULATEURS EXAFLOPIQUES – 6 GROS SYSTEMES SERONT CONSTRUITS D’ICI 2020.
    – SUPERCALCULATEURS EXAFLOPIQUES – LE POINT SUR L’AVANCEMENT PHYSIQUE DE L’EDIFICATION DES 6 SUPERCALCULTEURS
    Il y a 4 articles concernant les Supercalculateurs Zettaflopiques, à savoir :
    – SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE – RECAPITULATIF GENERAL
    – SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE – QUI VA BATIR CE GIGANTESQUE HYPERORDINATEUR
    – SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE – VERSION BETA
    – SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE – QUELLE TECHNOLOGIE UTILISER ?
    – SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE – SUITE DU RECAPITULATIF GENERAL (en cours de rédaction,, à paraître d’ici 1 mois sur YouTube & Google, ainsi que dans la Journal facebook de David MOCCHETTI).
    Il y a 1 article concernant les Supercalculateurs Yottaflopiques, à savoir :
    – SUPERCALCULATEUR YOTTAFLOPIQUE – IMPOSSIBLE TECHNIQUEMENT ET IMPOSSIBLE FINANCIEREMENT
    Si c’est ATOS & BULL qui construisent le SZI, son nom sera le TERA ZETTA.

    ANNEXE :
    LES PAVES DE TEXTE SCIENTIFIQUES ET NON SCIENTIFIQUES DU COMPTE FACEBOOK DAVID MOCCHETTI SONT PUBLIES POUR CHACUN D’ENTRE EUX SOUS 20 VIDEOS YOUTUBE AYANT ATTRAIT AU MEME SUJET QUE LES PAVES, SI TU VEUX AVOIR UNE VUE D’ENSEMBLE DE MES PUBLICATIONS SUR GOOGLE, UTILISES GOOGLE CHROME COMME NAVIGATEUR INTERNET ET TAPES (ALAINMOCCHETTI@SFR.FR) DANS LE MOTEUR DE RECHERCHE DE GOOGLE ET TU ACCEDERAS A MES 600 PUBLICATIONS. REFAIS LA MEME CHOSE EN TAPANT (ZETTAFLOPIQUE) ET TU ACCEDERAS A MES 60 PUBLICATIONS SUR LE SUPERCALCULATEUR ZETTAFLOPIQUE QUI SERA EDIFIE EN 2050.

    Alain Mocchetti
    Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes
    Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)
    UFR Sciences de Metz
    alainmocchetti@sfr.fr
    alainmocchetti@gmail.com

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