Supercomputing
De quoi s’agit-il?
Le terme « superordinateur » est une appellation courante qui désigne une plateforme de calcul de niveau centre de données — le plus souvent un serveur ou un cluster de calcul composé de serveurs — capable d’effectuer des calculs à une vitesse beaucoup plus élevée que celle des ordinateurs personnels grand public de la génération actuelle. Le superordinateur atteint ce niveau de calcul haute performance (HPC) parce qu’il repose sur un grand nombre d’unités de traitement parmi les plus avancées, capables de fonctionner conjointement. Ces processeurs peuvent comprendre les plus récents produits CPU, les plus récents accélérateurs et modules GPU qui accélèrent le traitement grâce au calcul parallèle, ainsi que d’autres processeurs spécialisés pouvant contribuer à optimiser les performances au moyen du calcul hétérogène. Le nœud de calcul d’un superordinateur peut être soutenu par des nœuds de stockage et de réseau constitués d’autres serveurs avancés dotés de fonctions spécialisées. Enfin, le superordinateur peut recourir à des méthodes novatrices de gestion thermique, comme le refroidissement liquide ou le refroidissement par immersion, afin d’exploiter pleinement le potentiel de ses processeurs tout en maintenant un fonctionnement stable.
Il va sans dire que les spécialistes des TI repoussent constamment les limites de ce qui peut être considéré comme un superordinateur. La génération actuelle de superordinateurs fonctionne à l’échelle des pétaFLOPS, soit des quadrillions d’opérations en virgule flottante par seconde. Très approximativement, cela représente une vitesse environ un million de fois supérieure à celle du PC grand public le plus rapide. La prochaine étape est le « calcul exascale », qui dépasse un quintillion d’opérations en virgule flottante par seconde (exaFLOPS). L’informatique quantique, qui exploite la mécanique quantique pour traiter les données plus rapidement que ne pourront jamais le faire les ordinateurs « classiques », est un autre domaine révolutionnaire de l’informatique qui pourrait redéfinir ce que nous appelons un superordinateur.
Il va sans dire que les spécialistes des TI repoussent constamment les limites de ce qui peut être considéré comme un superordinateur. La génération actuelle de superordinateurs fonctionne à l’échelle des pétaFLOPS, soit des quadrillions d’opérations en virgule flottante par seconde. Très approximativement, cela représente une vitesse environ un million de fois supérieure à celle du PC grand public le plus rapide. La prochaine étape est le « calcul exascale », qui dépasse un quintillion d’opérations en virgule flottante par seconde (exaFLOPS). L’informatique quantique, qui exploite la mécanique quantique pour traiter les données plus rapidement que ne pourront jamais le faire les ordinateurs « classiques », est un autre domaine révolutionnaire de l’informatique qui pourrait redéfinir ce que nous appelons un superordinateur.
Pourquoi en avez-vous besoin?
Bon nombre d’inventions modernes, de l’intelligence artificielle à l’exploration spatiale, ont été rendues possibles grâce au supercalcul. Voici quelques exemples remarquables de la façon dont les superordinateurs ont transformé notre monde.
● IA : Les applications modernes d’IA, en particulier celles liées à l’IA générative, nécessitent l’intégration d’un volume considérable de données massives dans le modèle d’IA afin de permettre son entraînement et de lui apprendre à générer les réponses appropriées lors de l’inférence. Le nombre de paramètres est impressionnant : dans le cas de nombreux grands modèles de langage (LLM), il peut atteindre les milliers de milliards. Sans supercalcul, la création d’un modèle d’IA pourrait prendre des années. Grâce au supercalcul, de nouvelles innovations en IA voient le jour chaque jour.
● Changements climatiques : Les superordinateurs peuvent nous aider à nous préparer aux effets néfastes des phénomènes météorologiques extrêmes. L’Université Waseda au Japon utilise un cluster informatique composé de serveurs GIGABYTE pour simuler les répercussions des typhons et des tsunamis sur les régions côtières. Les serveurs peuvent exécuter plusieurs simulations simultanément avec une précision exceptionnelle, ce qui peut aider les organismes concernés à mettre en œuvre des mesures de prévention des catastrophes. Le réchauffement planétaire peut également être atténué grâce à la recherche de nouvelles façons de réduire les émissions de carbone. L’Institut espagnol de physique interdisciplinaire et des systèmes complexes (IFISC) utilise des serveurs GIGABYTE dans le cadre du projet « ARCTIC », qui vise à lutter contre la « propagation des retards de vol », un phénomène où le retard d’un vol se répercute en cascade et crée un effet boule de neige qui gaspille du carburant et accroît la pollution atmosphérique. L’IFISC participe également au projet « VPP4ISLANDS », financé par l’Union européenne, qui met à l’essai virtuellement le déploiement d’énergies renouvelables au moyen de « jumeaux numériques ».
● Physique quantique : Les superordinateurs sont essentiels pour percer les secrets du fonctionnement de l’Univers. L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) utilise les serveurs GPU de la gamme G G482-Z51 de GIGABYTE pour traiter les données issues d’expériences sur les particules subatomiques menées avec le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Les plateformes de supercalcul peuvent traiter les 40 téraoctets de données brutes générés chaque seconde par l’accélérateur de particules, permettant ainsi aux scientifiques de repousser les limites de notre compréhension de la physique des particules.
● Recherche scientifique : La recherche sur les énergies propres, la médecine, la dynamique moléculaire, les nanomatériaux et pratiquement tous les domaines du savoir peut être accélérée grâce au supercalcul. Une université technologique de premier plan en Europe a choisi le serveur haute densité de la gamme H H262-Z63 de GIGABYTE, spécialement conçu pour les superordinateurs, afin de moderniser son centre de données et de soutenir la recherche universitaire en sciences de l’ingénierie, en biochimie, en sciences naturelles, en génie civil et en mathématiques. En Espagne, l’Université de Barcelone a construit le cluster IQTC09 avec 26 serveurs GIGABYTE afin d’aider les étudiants et les membres du corps professoral à approfondir leurs recherches en science des matériaux ainsi qu’en chimie théorique et computationnelle. L’Université Rey Juan Carlos utilise un cluster composé de 8 serveurs GIGABYTE pour étudier les mécanismes du vieillissement cellulaire et, à terme, mieux comprendre les maladies héréditaires et d’autres affections.
● Exploration spatiale : Le supercalcul est le langage qui nous permet de communiquer avec des mondes au-delà du nôtre. L’Observatoire Lowell en Arizona recherche des exoplanètes dans l’espace lointain, c’est-à-dire des planètes dont les caractéristiques ressemblent à celles de la Terre et qui pourraient abriter la vie. Les chercheurs utilisent le serveur GPU de GIGABYTE pour étudier le « bruit stellaire » émis par notre Soleil et ainsi accélérer le processus. Le Centre aérospatial allemand (DLR) utilise le H261-Z60 de GIGABYTE avec un système de refroidissement liquide pour contribuer au lancement de sondes dans le cadre de missions spatiales vers Mars, entre autres projets.
● IA : Les applications modernes d’IA, en particulier celles liées à l’IA générative, nécessitent l’intégration d’un volume considérable de données massives dans le modèle d’IA afin de permettre son entraînement et de lui apprendre à générer les réponses appropriées lors de l’inférence. Le nombre de paramètres est impressionnant : dans le cas de nombreux grands modèles de langage (LLM), il peut atteindre les milliers de milliards. Sans supercalcul, la création d’un modèle d’IA pourrait prendre des années. Grâce au supercalcul, de nouvelles innovations en IA voient le jour chaque jour.
● Changements climatiques : Les superordinateurs peuvent nous aider à nous préparer aux effets néfastes des phénomènes météorologiques extrêmes. L’Université Waseda au Japon utilise un cluster informatique composé de serveurs GIGABYTE pour simuler les répercussions des typhons et des tsunamis sur les régions côtières. Les serveurs peuvent exécuter plusieurs simulations simultanément avec une précision exceptionnelle, ce qui peut aider les organismes concernés à mettre en œuvre des mesures de prévention des catastrophes. Le réchauffement planétaire peut également être atténué grâce à la recherche de nouvelles façons de réduire les émissions de carbone. L’Institut espagnol de physique interdisciplinaire et des systèmes complexes (IFISC) utilise des serveurs GIGABYTE dans le cadre du projet « ARCTIC », qui vise à lutter contre la « propagation des retards de vol », un phénomène où le retard d’un vol se répercute en cascade et crée un effet boule de neige qui gaspille du carburant et accroît la pollution atmosphérique. L’IFISC participe également au projet « VPP4ISLANDS », financé par l’Union européenne, qui met à l’essai virtuellement le déploiement d’énergies renouvelables au moyen de « jumeaux numériques ».
● Physique quantique : Les superordinateurs sont essentiels pour percer les secrets du fonctionnement de l’Univers. L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) utilise les serveurs GPU de la gamme G G482-Z51 de GIGABYTE pour traiter les données issues d’expériences sur les particules subatomiques menées avec le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Les plateformes de supercalcul peuvent traiter les 40 téraoctets de données brutes générés chaque seconde par l’accélérateur de particules, permettant ainsi aux scientifiques de repousser les limites de notre compréhension de la physique des particules.
● Recherche scientifique : La recherche sur les énergies propres, la médecine, la dynamique moléculaire, les nanomatériaux et pratiquement tous les domaines du savoir peut être accélérée grâce au supercalcul. Une université technologique de premier plan en Europe a choisi le serveur haute densité de la gamme H H262-Z63 de GIGABYTE, spécialement conçu pour les superordinateurs, afin de moderniser son centre de données et de soutenir la recherche universitaire en sciences de l’ingénierie, en biochimie, en sciences naturelles, en génie civil et en mathématiques. En Espagne, l’Université de Barcelone a construit le cluster IQTC09 avec 26 serveurs GIGABYTE afin d’aider les étudiants et les membres du corps professoral à approfondir leurs recherches en science des matériaux ainsi qu’en chimie théorique et computationnelle. L’Université Rey Juan Carlos utilise un cluster composé de 8 serveurs GIGABYTE pour étudier les mécanismes du vieillissement cellulaire et, à terme, mieux comprendre les maladies héréditaires et d’autres affections.
● Exploration spatiale : Le supercalcul est le langage qui nous permet de communiquer avec des mondes au-delà du nôtre. L’Observatoire Lowell en Arizona recherche des exoplanètes dans l’espace lointain, c’est-à-dire des planètes dont les caractéristiques ressemblent à celles de la Terre et qui pourraient abriter la vie. Les chercheurs utilisent le serveur GPU de GIGABYTE pour étudier le « bruit stellaire » émis par notre Soleil et ainsi accélérer le processus. Le Centre aérospatial allemand (DLR) utilise le H261-Z60 de GIGABYTE avec un système de refroidissement liquide pour contribuer au lancement de sondes dans le cadre de missions spatiales vers Mars, entre autres projets.
En quoi GIGABYTE peut-il vous aider?
À titre de chef de file de l’industrie des serveurs haute performance, des cartes mères pour serveurs et des stations de travail, GIGABYTE Technology peut aider ses clients à intégrer le supercalcul à leurs projets, comme le démontrent les études de cas présentées ci-dessus. GIGABYTE offre deux grandes catégories de produits de supercalcul : des solutions serveur et des systèmes de refroidissement destinés à soutenir les serveurs.
● Solutions serveur : Comme nous l’avons mentionné, un superordinateur peut traiter les données à une vitesse fulgurante parce qu’il utilise les processeurs les plus récents. Grâce à ses relations étroites avec des fabricants de puces de premier plan comme AMD, Intel et NVIDIA, GIGABYTE équipe ses serveurs des plus récentes avancées en matière de processeurs pour serveurs. Du côté des CPU, les serveurs GIGABYTE prennent en charge les processeurs AMD EPYC™ 9004 et Intel® Xeon® Scalable de 4e génération les plus avancés. Pour ce qui est des accélérateurs GPU, les produits Instinct™ de la série MI300 d’AMD, les modules NVIDIA HGX™ H100 et les GPU NVIDIA L40S ne sont que quelques-unes des options de pointe dont vous pouvez profiter en choisissant GIGABYTE.
En fait, ce ne sont pas vos seules options. Les superpuces Grace Hopper™ de NVIDIA et les APU d’AMD de calibre centre de données, notamment l’Instinct™ MI300A, illustrent comment les fabricants combinent les fonctions d’un CPU et d’un GPU sur une seule puce et optimisent les performances afin de dépasser le seuil du supercalcul. Les processeurs ARM, qui tirent parti de l’architecture RISC simplifiée pour intégrer davantage de cœurs dans une seule unité de traitement, constituent une autre solution concurrentielle pour le supercalcul. Fugaku, l’un des superordinateurs les plus puissants au monde, fonctionne avec des processeurs ARM. GIGABYTE propose une gamme complète de serveurs ARM. Le R283-P93 en est un excellent exemple : il est doté de processeurs de la famille AmpereOne™ offrant jusqu’à 192 cœurs dans un seul processeur.
Selon la nature de votre charge de travail de supercalcul et l’emplacement où vos serveurs sont déployés, vous pouvez envisager les serveurs des séries H et G mentionnés ci-dessus pour les calculs. Vous pouvez également choisir les serveurs de stockage de la série S de GIGABYTE pour le stockage des données, les serveurs rack de la série R pour une combinaison polyvalente de calcul, de stockage et de réseautage, ainsi que les serveurs de périphérie de la série E ou les stations de travail de la série W pour une installation dans un espace limité.
● Systèmes de refroidissement : À mesure que les superordinateurs gagnent en puissance, il devient essentiel de maintenir leurs processeurs avancés à une température adéquate. Une gestion thermique optimale permet non seulement d’exploiter pleinement le potentiel des puces et de maintenir un fonctionnement stable, mais aussi d’améliorer l’efficacité d’utilisation de l’énergie (PUE) du centre de données et d’aider l’exploitant à atteindre ses objectifs en matière de réduction des émissions de carbone et de durabilité.
GIGABYTE offre des solutions de refroidissement liquide et de refroidissement par immersion pour ses produits serveur. Le A1P0-EA0 de GIGABYTE est un réservoir d’immersion monophasé qui combine des serveurs compatibles avec l’immersion, un réservoir d’immersion et un liquide de refroidissement pour offrir une solution complète. Bon nombre des serveurs GIGABYTE mentionnés ci-dessus, qui intègrent les processeurs les plus récents, peuvent également être configurés pour le refroidissement liquide direct (DLC). Parmi les clients satisfaits des systèmes de refroidissement novateurs de GIGABYTE figurent le géant japonais des télécommunications KDDI et une entreprise française de recherche en géosciences qui fournit des services dans les domaines des sciences de la Terre et de l’exploitation pétrolière et gazière.
● Solutions serveur : Comme nous l’avons mentionné, un superordinateur peut traiter les données à une vitesse fulgurante parce qu’il utilise les processeurs les plus récents. Grâce à ses relations étroites avec des fabricants de puces de premier plan comme AMD, Intel et NVIDIA, GIGABYTE équipe ses serveurs des plus récentes avancées en matière de processeurs pour serveurs. Du côté des CPU, les serveurs GIGABYTE prennent en charge les processeurs AMD EPYC™ 9004 et Intel® Xeon® Scalable de 4e génération les plus avancés. Pour ce qui est des accélérateurs GPU, les produits Instinct™ de la série MI300 d’AMD, les modules NVIDIA HGX™ H100 et les GPU NVIDIA L40S ne sont que quelques-unes des options de pointe dont vous pouvez profiter en choisissant GIGABYTE.
En fait, ce ne sont pas vos seules options. Les superpuces Grace Hopper™ de NVIDIA et les APU d’AMD de calibre centre de données, notamment l’Instinct™ MI300A, illustrent comment les fabricants combinent les fonctions d’un CPU et d’un GPU sur une seule puce et optimisent les performances afin de dépasser le seuil du supercalcul. Les processeurs ARM, qui tirent parti de l’architecture RISC simplifiée pour intégrer davantage de cœurs dans une seule unité de traitement, constituent une autre solution concurrentielle pour le supercalcul. Fugaku, l’un des superordinateurs les plus puissants au monde, fonctionne avec des processeurs ARM. GIGABYTE propose une gamme complète de serveurs ARM. Le R283-P93 en est un excellent exemple : il est doté de processeurs de la famille AmpereOne™ offrant jusqu’à 192 cœurs dans un seul processeur.
Selon la nature de votre charge de travail de supercalcul et l’emplacement où vos serveurs sont déployés, vous pouvez envisager les serveurs des séries H et G mentionnés ci-dessus pour les calculs. Vous pouvez également choisir les serveurs de stockage de la série S de GIGABYTE pour le stockage des données, les serveurs rack de la série R pour une combinaison polyvalente de calcul, de stockage et de réseautage, ainsi que les serveurs de périphérie de la série E ou les stations de travail de la série W pour une installation dans un espace limité.
● Systèmes de refroidissement : À mesure que les superordinateurs gagnent en puissance, il devient essentiel de maintenir leurs processeurs avancés à une température adéquate. Une gestion thermique optimale permet non seulement d’exploiter pleinement le potentiel des puces et de maintenir un fonctionnement stable, mais aussi d’améliorer l’efficacité d’utilisation de l’énergie (PUE) du centre de données et d’aider l’exploitant à atteindre ses objectifs en matière de réduction des émissions de carbone et de durabilité.
GIGABYTE offre des solutions de refroidissement liquide et de refroidissement par immersion pour ses produits serveur. Le A1P0-EA0 de GIGABYTE est un réservoir d’immersion monophasé qui combine des serveurs compatibles avec l’immersion, un réservoir d’immersion et un liquide de refroidissement pour offrir une solution complète. Bon nombre des serveurs GIGABYTE mentionnés ci-dessus, qui intègrent les processeurs les plus récents, peuvent également être configurés pour le refroidissement liquide direct (DLC). Parmi les clients satisfaits des systèmes de refroidissement novateurs de GIGABYTE figurent le géant japonais des télécommunications KDDI et une entreprise française de recherche en géosciences qui fournit des services dans les domaines des sciences de la Terre et de l’exploitation pétrolière et gazière.
