EA2012-Exascale computing

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Les supercalculateurs, pourquoi ?

Utilité

Les supercalculateurs sont principalement utilisés dans le domaine de la science, afin de mener à bien des simulations nécessitants de TRÈS gros calculs. Ils permettent notamment de résoudre en un temps acceptable des équation qu'il faudrait des années à résoudre avec un ordinateur standard. Ils sont donc utilisés dans le domaine des prévisions météorologiques, mais aussi pour la mécanique, ou encore en biologie pour faire de la modélisation moléculaire. Nous reviendrons un peu plus bas sur l'utilité des supercalculateurs en neurologie. Les supercalculateurs sont aussi utilisés pour la finance, toujours afin de conduire des simulations complexes.

En France, l'arrivée du premier supercalculateur (AlphaServer SC45 rapidement remplacé par TERA10) est dû au besoin de simuler les essais nucléaires après le traité (mondial) d'interdiction complète des essais nucléaires de 1996. La DAM (Direction des Applications Militaires) est donc le principal utilisateur du TERA10 qui est maintenant le TERA100.

L'Exascale

Courbe 1 : Evolution de la puissance des superordinateurs‎

Aujourd'hui, les supercalculateurs sont source de fierté nationale. Il existe donc un classement des supercalculateurs dans le monde ! Pour classer les superordinateurs, il faut d'abord une unité de mesure : le FLOPS (FLoating point Operations Per Second). A partir de là, les superordinateurs sont régulièrement testés, sur l’algorithme LINPACK pour former le TOP500, répertoriant les 500 supercalculateurs les plus puissant du monde.

Aujourd'hui on souhaite atteindre le puissance d'un ExaFLOPS, soit 1018 FLOPS.

L'une des raisons pour lesquelles les personnes travaillant sur les superordinateurs se sont fixées cet objectif, est de maintenir une évolution "constante" dans la puissance des supercalculateurs. Comme on peut le voir sur la courbe 1, si l'on veut pouvoir suivre la prévision, il faudrait atteindre l'exaFLOPS vers 2019.
Mais outre ce besoin d'augmentation perpétuelle de la puissance des superordinateurs, il existe aussi un besoin réel au niveau des projets scientifique. Comme exemple nous allons prendre un projet de neurologie datant de 2005 : le projet « Human Brain  ». Ce projet a pour but de simuler le cerveau humain en modélisant les neurones. Le cerveau humain est composé d'une centaine de milliards de neurones, et en 2005, avec un supercalculateur d'une puissance avoisinant les 360 TeraFLOPS, on pouvait simuler 360000 neurones. Il faudrait donc une puissance d'un ExaFLOPS pour pouvoir simuler le cerveau humain.
A noter que le projet vient de récemment prendre une toute autre envergure, et est maintenant connu sous le nom de HBP : The Human Brain Project

Sources

http://en.wikipedia.org/wiki/Amdahl%27s_law https://computing.llnl.gov/tutorials/parallel_comp/ http://www.top500.org/ http://software.intel.com/en-us/articles/intel-math-kernel-library-linpack-download http://www.computer.org/cms/Computer.org/ComputingNow/homepage/2012/0512/T_CO1_CodesignChallengesforExascaleSystems.pdf http://www.alzheimer-parkinson.com/article-un-pc-dans-la-tete-90935194.html http://www.humanbrainproject.eu

Présentation sur le HPC de Xavier Vigouroux (BULL)