Supercomputing
Supercalcul
De quoi s’agit-il ?
Un « supercalculateur » est un terme courant qui désigne une plateforme informatique 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 bien supérieure à celle des ordinateurs personnels grand public de la génération actuelle. Le supercalculateur atteint ce niveau de calcul haute performance (HPC) grâce à un grand nombre d’unités de traitement ultramodernes capables de fonctionner de concert. Ces processeurs peuvent notamment inclure les derniers processeurs CPU, les derniers accélérateurs et modules GPU destinés à accélérer les traitements par le calcul parallèle, ainsi que d’autres processeurs spécialisés susceptibles d’optimiser les performances grâce au calcul hétérogène. Le nœud de calcul d’un supercalculateur peut être secondé par des nœuds de stockage et de réseau constitués d’autres serveurs avancés dotés de fonctions spécialisées. Enfin, le supercalculateur peut recourir à des méthodes innovantes de gestion thermique, telles que 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 experts informatiques repoussent constamment les limites de ce qui peut être qualifié de supercalculateur. Les supercalculateurs actuels atteignent l’échelle des pétaFLOPS (quadrillions d’opérations en virgule flottante par seconde). Très approximativement, cela correspond à une vitesse environ un million de fois supérieure à celle du PC grand public le plus rapide. L’étape suivante est le « calcul exascale », qui dépasse un quintillion d’opérations en virgule flottante par seconde (exaFLOPS). L’informatique quantique, qui s’appuie sur la mécanique quantique pour traiter les données plus rapidement que ne le peuvent les ordinateurs « classiques », constitue un autre domaine révolutionnaire de l’informatique susceptible de redéfinir ce que nous appelons un supercalculateur.
Il va sans dire que les experts informatiques repoussent constamment les limites de ce qui peut être qualifié de supercalculateur. Les supercalculateurs actuels atteignent l’échelle des pétaFLOPS (quadrillions d’opérations en virgule flottante par seconde). Très approximativement, cela correspond à une vitesse environ un million de fois supérieure à celle du PC grand public le plus rapide. L’étape suivante est le « calcul exascale », qui dépasse un quintillion d’opérations en virgule flottante par seconde (exaFLOPS). L’informatique quantique, qui s’appuie sur la mécanique quantique pour traiter les données plus rapidement que ne le peuvent les ordinateurs « classiques », constitue un autre domaine révolutionnaire de l’informatique susceptible de redéfinir ce que nous appelons un supercalculateur.
Pourquoi en avez-vous besoin ?
De nombreuses inventions modernes, de l’intelligence artificielle à l’exploration spatiale, ont été rendues possibles par le supercalcul. Voici quelques exemples remarquables de la manière dont les supercalculateurs ont transformé notre monde.
● IA : Les applications modernes d’IA, en particulier celles liées à l’IA générative, nécessitent l’injection dans le modèle d’IA d’un volume considérable de données massives afin qu’il puisse être entraîné et « apprendre » à générer les réponses appropriées lors de l’inférence. Le nombre de paramètres est vertigineux : pour de nombreux grands modèles de langage (LLM), il peut atteindre plusieurs milliers de milliards. Sans le supercalcul, la création d’un modèle d’IA pourrait prendre des années. Grâce au supercalcul, de nouvelles applications d’IA voient le jour chaque jour.
● Changement climatique : Les supercalculateurs peuvent nous aider à nous préparer aux effets néfastes des phénomènes météorologiques extrêmes. L’université Waseda au Japon utilise un cluster de calcul composé de serveurs GIGABYTE pour simuler l’impact des typhons et des tsunamis sur les régions côtières. Les serveurs peuvent exécuter simultanément plusieurs simulations avec une précision remarquable, ce qui aide les organismes concernés à mettre en œuvre des mesures de prévention des catastrophes. Le réchauffement climatique peut également être atténué en trouvant de nouvelles façons de réduire les émissions de carbone. L’Institut de physique interdisciplinaire et des systèmes complexes (IFISC) d’Espagne utilise des serveurs GIGABYTE dans le cadre du projet « ARCTIC », qui vise à lutter contre la « propagation des retards de vols » : lorsqu’un retard sur un vol se répercute sur les vols suivants et entraîne un effet boule de neige qui gaspille du carburant et accroît la pollution atmosphérique. L’IFISC contribue également au projet « VPP4ISLANDS », financé par l’Union européenne, qui teste virtuellement la mise en œuvre des énergies renouvelables à l’aide de « jumeaux numériques ».
● Physique quantique : Les supercalculateurs sont essentiels pour percer les secrets du fonctionnement de l’Univers. L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) utilise les serveurs GPU G-Series G482-Z51 de GIGABYTE pour traiter les données issues des 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 : Les recherches sur les énergies vertes, la médecine, la dynamique moléculaire, les nanomatériaux et pratiquement tous les domaines de la connaissance peuvent être accélérées grâce au supercalcul. Une université technologique de premier plan en Europe a choisi le H262-Z63 de GIGABYTE, le serveur haute densité H-Series spécialement conçu pour les supercalculateurs, afin de moderniser son centre de données et de soutenir des travaux de recherche universitaire en sciences de l’ingénieur, biochimie, sciences naturelles, génie civil et mathématiques. En Espagne, l’université de Barcelone a créé le cluster IQTC09 avec 26 serveurs GIGABYTE pour aider les étudiants et les enseignants-chercheurs à approfondir leurs travaux 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, faire progresser les connaissances sur les maladies héréditaires et d’autres pathologies.
● 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 : des planètes présentant des caractéristiques similaires à celles de la Terre et susceptibles d’abriter la vie. Les chercheurs utilisent le serveur GPU de GIGABYTE pour étudier le « bruit stellaire » émis par notre Soleil et accélérer ce processus. Le Centre aérospatial allemand (DLR) utilise le H261-Z60 de GIGABYTE avec un système de refroidissement liquide, notamment pour contribuer au lancement de sondes dans le cadre de missions spatiales vers Mars.
● IA : Les applications modernes d’IA, en particulier celles liées à l’IA générative, nécessitent l’injection dans le modèle d’IA d’un volume considérable de données massives afin qu’il puisse être entraîné et « apprendre » à générer les réponses appropriées lors de l’inférence. Le nombre de paramètres est vertigineux : pour de nombreux grands modèles de langage (LLM), il peut atteindre plusieurs milliers de milliards. Sans le supercalcul, la création d’un modèle d’IA pourrait prendre des années. Grâce au supercalcul, de nouvelles applications d’IA voient le jour chaque jour.
● Changement climatique : Les supercalculateurs peuvent nous aider à nous préparer aux effets néfastes des phénomènes météorologiques extrêmes. L’université Waseda au Japon utilise un cluster de calcul composé de serveurs GIGABYTE pour simuler l’impact des typhons et des tsunamis sur les régions côtières. Les serveurs peuvent exécuter simultanément plusieurs simulations avec une précision remarquable, ce qui aide les organismes concernés à mettre en œuvre des mesures de prévention des catastrophes. Le réchauffement climatique peut également être atténué en trouvant de nouvelles façons de réduire les émissions de carbone. L’Institut de physique interdisciplinaire et des systèmes complexes (IFISC) d’Espagne utilise des serveurs GIGABYTE dans le cadre du projet « ARCTIC », qui vise à lutter contre la « propagation des retards de vols » : lorsqu’un retard sur un vol se répercute sur les vols suivants et entraîne un effet boule de neige qui gaspille du carburant et accroît la pollution atmosphérique. L’IFISC contribue également au projet « VPP4ISLANDS », financé par l’Union européenne, qui teste virtuellement la mise en œuvre des énergies renouvelables à l’aide de « jumeaux numériques ».
● Physique quantique : Les supercalculateurs sont essentiels pour percer les secrets du fonctionnement de l’Univers. L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) utilise les serveurs GPU G-Series G482-Z51 de GIGABYTE pour traiter les données issues des 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 : Les recherches sur les énergies vertes, la médecine, la dynamique moléculaire, les nanomatériaux et pratiquement tous les domaines de la connaissance peuvent être accélérées grâce au supercalcul. Une université technologique de premier plan en Europe a choisi le H262-Z63 de GIGABYTE, le serveur haute densité H-Series spécialement conçu pour les supercalculateurs, afin de moderniser son centre de données et de soutenir des travaux de recherche universitaire en sciences de l’ingénieur, biochimie, sciences naturelles, génie civil et mathématiques. En Espagne, l’université de Barcelone a créé le cluster IQTC09 avec 26 serveurs GIGABYTE pour aider les étudiants et les enseignants-chercheurs à approfondir leurs travaux 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, faire progresser les connaissances sur les maladies héréditaires et d’autres pathologies.
● 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 : des planètes présentant des caractéristiques similaires à celles de la Terre et susceptibles d’abriter la vie. Les chercheurs utilisent le serveur GPU de GIGABYTE pour étudier le « bruit stellaire » émis par notre Soleil et accélérer ce processus. Le Centre aérospatial allemand (DLR) utilise le H261-Z60 de GIGABYTE avec un système de refroidissement liquide, notamment pour contribuer au lancement de sondes dans le cadre de missions spatiales vers Mars.
Comment GIGABYTE peut-il vous aider ?
En tant que leader du secteur des serveurs haute performance, des cartes mères pour serveurs et des stations de travail, GIGABYTE Technology aide ses clients à intégrer le supercalcul à leurs projets, comme l’illustrent les études de cas présentées ci-dessus. GIGABYTE propose deux grandes catégories de produits de supercalcul : des solutions serveur et des systèmes de refroidissement conçus pour les accompagner.
● Solutions serveur : Comme indiqué précédemment, un superordinateur est capable de traiter les données à une vitesse fulgurante, car il s’appuie sur les processeurs les plus récents. Grâce aux relations étroites qu’entretient GIGABYTE avec les principaux fabricants de puces tels qu’AMD, Intel et NVIDIA, les serveurs GIGABYTE intègrent les dernières innovations en matière de processeurs pour serveurs. En matière de CPU, les serveurs GIGABYTE prennent en charge les processeurs AMD EPYC™ 9004 les plus avancés ainsi que les processeurs Intel® Xeon® Scalable de 4e génération. Pour les accélérateurs GPU, les solutions AMD Instinct™ de la série MI300, les modules NVIDIA HGX™ H100 et les NVIDIA L40S ne sont que quelques-unes des options de pointe dont vous pouvez bénéficier en choisissant GIGABYTE.
En réalité, ce ne sont pas vos seules options. Les superpuces NVIDIA Grace Hopper™ et les APU de classe centre de données d’AMD, dont l’Instinct™ MI300A est un exemple, illustrent la manière dont les fabricants combinent les fonctions CPU et GPU sur une seule puce afin d’optimiser les performances et de dépasser le seuil du supercalcul. Les processeurs ARM, qui exploitent l’architecture RISC simplifiée pour intégrer davantage de cœurs dans une seule unité de traitement, constituent une autre solution compétitive pour le supercalcul. Fugaku, l’un des superordinateurs les plus puissants au monde, repose sur des processeurs ARM. GIGABYTE propose une gamme complète de serveurs ARM. Le R283-P93 en est un parfait exemple : il fonctionne avec des processeurs de la famille AmpereOne™ offrant jusqu’à 192 cœurs sur un seul processeur.
Selon la nature de votre charge de travail de supercalcul et le lieu de déploiement de vos serveurs, vous pouvez envisager les serveurs des séries H et G mentionnés précédemment pour le calcul. 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 combiner de manière flexible calcul, stockage et mise en réseau, ainsi que les serveurs edge de la série E ou les stations de travail de la série W pour une installation dans des espaces restreints.
● Systèmes de refroidissement : À mesure que les superordinateurs gagnent en puissance, il devient essentiel de maintenir leurs processeurs avancés à une température optimale. Une gestion thermique optimale permet non seulement d’exploiter pleinement le potentiel des puces et de garantir la stabilité des opérations, mais aussi d’améliorer l’efficacité énergétique du centre de données (PUE) et d’aider l’exploitant à atteindre ses objectifs en matière de réduction des émissions carbone et de durabilité.
GIGABYTE propose des solutions de refroidissement liquide et par immersion pour accompagner ses produits serveur. Le A1P0-EA0 de GIGABYTE est un réservoir d’immersion monophasé qui associe des serveurs compatibles avec l’immersion, une cuve d’immersion et un liquide de refroidissement pour offrir une solution complète. De nombreux serveurs GIGABYTE mentionnés précédemment et équipés des processeurs les plus récents peuvent également être configurés pour le refroidissement liquide direct (DLC). Parmi les clients satisfaits des systèmes de refroidissement innovants de GIGABYTE figurent le géant japonais des télécommunications KDDI ainsi qu’une entreprise française de recherche en géosciences qui fournit des services aux secteurs des sciences de la Terre et de l’extraction de pétrole et de gaz.
● Solutions serveur : Comme indiqué précédemment, un superordinateur est capable de traiter les données à une vitesse fulgurante, car il s’appuie sur les processeurs les plus récents. Grâce aux relations étroites qu’entretient GIGABYTE avec les principaux fabricants de puces tels qu’AMD, Intel et NVIDIA, les serveurs GIGABYTE intègrent les dernières innovations en matière de processeurs pour serveurs. En matière de CPU, les serveurs GIGABYTE prennent en charge les processeurs AMD EPYC™ 9004 les plus avancés ainsi que les processeurs Intel® Xeon® Scalable de 4e génération. Pour les accélérateurs GPU, les solutions AMD Instinct™ de la série MI300, les modules NVIDIA HGX™ H100 et les NVIDIA L40S ne sont que quelques-unes des options de pointe dont vous pouvez bénéficier en choisissant GIGABYTE.
En réalité, ce ne sont pas vos seules options. Les superpuces NVIDIA Grace Hopper™ et les APU de classe centre de données d’AMD, dont l’Instinct™ MI300A est un exemple, illustrent la manière dont les fabricants combinent les fonctions CPU et GPU sur une seule puce afin d’optimiser les performances et de dépasser le seuil du supercalcul. Les processeurs ARM, qui exploitent l’architecture RISC simplifiée pour intégrer davantage de cœurs dans une seule unité de traitement, constituent une autre solution compétitive pour le supercalcul. Fugaku, l’un des superordinateurs les plus puissants au monde, repose sur des processeurs ARM. GIGABYTE propose une gamme complète de serveurs ARM. Le R283-P93 en est un parfait exemple : il fonctionne avec des processeurs de la famille AmpereOne™ offrant jusqu’à 192 cœurs sur un seul processeur.
Selon la nature de votre charge de travail de supercalcul et le lieu de déploiement de vos serveurs, vous pouvez envisager les serveurs des séries H et G mentionnés précédemment pour le calcul. 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 combiner de manière flexible calcul, stockage et mise en réseau, ainsi que les serveurs edge de la série E ou les stations de travail de la série W pour une installation dans des espaces restreints.
● Systèmes de refroidissement : À mesure que les superordinateurs gagnent en puissance, il devient essentiel de maintenir leurs processeurs avancés à une température optimale. Une gestion thermique optimale permet non seulement d’exploiter pleinement le potentiel des puces et de garantir la stabilité des opérations, mais aussi d’améliorer l’efficacité énergétique du centre de données (PUE) et d’aider l’exploitant à atteindre ses objectifs en matière de réduction des émissions carbone et de durabilité.
GIGABYTE propose des solutions de refroidissement liquide et par immersion pour accompagner ses produits serveur. Le A1P0-EA0 de GIGABYTE est un réservoir d’immersion monophasé qui associe des serveurs compatibles avec l’immersion, une cuve d’immersion et un liquide de refroidissement pour offrir une solution complète. De nombreux serveurs GIGABYTE mentionnés précédemment et équipés des processeurs les plus récents peuvent également être configurés pour le refroidissement liquide direct (DLC). Parmi les clients satisfaits des systèmes de refroidissement innovants de GIGABYTE figurent le géant japonais des télécommunications KDDI ainsi qu’une entreprise française de recherche en géosciences qui fournit des services aux secteurs des sciences de la Terre et de l’extraction de pétrole et de gaz.
