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Supercalculateur : quand le Jaguar devient Titan

Jean-François Preveraud
Supercalculateur : quand le Jaguar devient Titan

Une puissance informatique triplée, mais une consomation augmentée de seulement 30 %

© DR

Le Oak Ridge National Laboratory triple la puissance de son supercalculateur en adjoignant à chacun de ses processeurs une GPU de NVidia pour accélérer les taches parallélisables. Mais si la performance triple, la consommation n’augmente que de 30 %.

Le Oak Ridge National Laboratory (ORNL) qui dépend du U.S. Department of Energy’s (DOE) fait évoluer son supercalculateur Jaguar, qui offrait depuis novembre 2011 une puissance de 2,3 pétaFlops (1015 opérations en virgule flottante par seconde), pour en faire une machine de plus de 20 pétaFlops, baptisée Titan.

Mais les responsables de l’ORNL ont vite été confrontés au problème de la consommation électrique de la ‘‘bête’’. Il faut dire que Jaguar consommait 7 MW, soit l’équivalent de 7 000 logements américains ou 14 000 logements européens. Pour faire face aux demandes qui lui sont faites, l’ORNL a considéré qu’il lui fallait passer rapidement à une machine d’une puissance de 20 pétaFlops, ce qui conduisait à un besoin de puissance électrique de l’ordre de 60 MW, s’il gardait la même architecture informatique, ce qui était impossible sans revoir complètement l’approvisionnement électrique du site.

D’où l’idée, tout en utilisant la même architecture, de mixer à la fois des CPU (Central Processing Unit) et des GPU (Graphics Processing Unit) servant d’accélérateurs en traitant les taches parallélisables, pour augmenter la performance informatique sans faire exploser la consommation électrique.

« Cette évolution a été dictée à la fois par des besoins de performance informatique toujours en croissance et par une volonté d’améliorer la performance énergétique de la machine », confirme Sumit Gupta, directeur de la division calcul chez NVidia.

On garde les CPU

De fait, Titan réutilise les 200 baies Cray XK7 de Jaguar regroupant 18 688 nœuds, qui sont chacun composés d’un processeur AMD Opteron 6274 à 16 cœurs, mais chaque processeur est maintenant secondé par une GPU NVidia Tesla K20. Titan dispose aussi de plus de 710 terabytes de mémoire, contre 300 pour Jaguar.

Ainsi Titan, pour une puissance supérieure à 20 pétaFlops, ne consomme ‘‘que’’ 9 MW. Le tout sans changer de locaux, puisque le volume de la machine reste identique.

Notons que cette évolution de puissance informatique (x3) conduit à une accélération des calculs d’un facteur 4à 8 suivant les applications scientifiques. « Titan permettra aux scientifiques de simuler plus rapidement des phénomènes physiques complexes avec beaucoup plus de réalité et de détail. Cela accélérera les progrès de la recherche dans de nombreuses disciplines : énergie alternative ; efficacité énergétique ; combustion ; matériaux ; climatologie… », estime James Hack, directeur du National Center for Computational Sciences de l’ORNL.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.ornl.gov/ & http://science.energy.gov/ & http://www.nvidia.fr

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