La science Simplifiée
La science simplifiée : qu’est-ce que l’informatique exascale ? L’informatique exascale est l’étape suivante dans l’avancement des supercalculateurs. Capables de traiter l’information beaucoup plus rapidement que les superordinateurs les plus puissants d’aujourd’hui, les ordinateurs exascale donneront certainement aux chercheurs un outil pour surmonter quelques-uns des obstacles les plus importants concernant notre monde est confronté, du changement climatique à la compréhension du cancer en passant par la conception de tous les nouveaux types de matériaux.
Les ordinateurs exascale sont des ordinateurs numériques, presque comparables aux superordinateurs et aux ordinateurs d’aujourd’hui, mais avec un matériel beaucoup plus puissant. Cela les différencie des ordinateurs quantiques, qui représentent une approche complètement nouvelle pour construire un ordinateur adapté à des types particuliers de questions.
Comment l’informatique exascale se compare-t-elle aux autres ordinateurs ?
Les scientifiques mesurent les performances des ordinateurs en service en virgule flottante par seconde (FLOPS). Il s’agit d’arithmétique simple comme des problèmes d’addition et de multiplication. Généralement, une personne peut résoudre des problèmes d’addition avec un crayon et du papier à une vitesse de 1 FLOP.
Cela signifie qu’il nous faut une seconde pour résoudre un problème d’addition de base. Les ordinateurs sont beaucoup plus rapides que les individus. Leurs performances dans FLOPS ont de nombreux chercheurs de zéros qui utilisent à la place des préfixes.
Par exemple, le préfixe “Giga” représente un nombre avec neuf zéros.
Un processeur d’ordinateur personnel moderne peut fonctionner dans la gamme des gigaflops, à environ 150 000 000 000 FLOPS ou 150 gigaFLOPS. “Tera” signifie 12 zéros. Les ordinateurs ont atteint le niveau térascale en 1996 avec le supercalculateur Intel ASCI Red du Department of Energy (DOE).
Les performances maximales d’ASCI Rouge étaient de 1 340 000 000 000 FLOPS ou 1,34 téraFLOPS.
La science simplifiée: supercalculateur Oak Ridgle Frontier
L’informatique exascale est qualifiée plus rapide que cela. “Exa” représente 18 zéros. Cela implique qu’un ordinateur exascale peut effectuer plus de 1 000 000 000 000 000 000 FLOPS ou 1 exaFLOP. C’est plus d’un million de fois plus rapide que les performances de pointe d’ASCI Rouge en 1996.
Construire un ordinateur aussi puissant est complexe. Ils ont prédit que ces ordinateurs nécessiteraient autant d’énergie que 50 foyers en utiliseraient lorsque les chercheurs ont commencé à développer des ordinateurs exascale. Grâce à des recherches continues auprès des fournisseurs d’ordinateurs, ce chiffre a en fait été réduit. Les scientifiques ont également besoin de moyens pour garantir la fiabilité des ordinateurs exascale malgré le nombre important de composants qu’ils contiennent. De plus, ils doivent découvrir des tactiques pour déplacer les données entre les processeurs et le stockage assez rapidement pour arrêter les ralentis.
Pourquoi avons-nous besoin d’ordinateurs exascale ?
Les obstacles auxquels notre monde est confronté et les questions de recherche scientifique les plus complexes de plus en plus de puissance informatique pour être résolues. Les superordinateurs exascale permettent alors aux chercheurs de produire des modèles plus réalistes du système terrestre et du climat. Ils encouragent donc les chercheurs à comprendre les nanosciences derrière les nouveaux matériaux. Les ordinateurs exascale nous permettent pourtant de construire les futures centrales à fusion. Ils ont alimenté de toutes nouvelles investigations sur l’univers, de la physique des particules à la formation des étoiles. De plus, ces ordinateurs permettent d’assurer la sûreté et la sécurité des États-Unis en soutenant des emplois tels que l’entretien de notre dissuasion nucléaire.
Faits rapides
- Regardez une vidéo d’une simulation COVID exascale de NVIDIA.
- Les performances des ordinateurs ont augmenté progressivement depuis les années 1940.
- Le premier ordinateur électronique au monde était le tube à vide Colossus. Construit en Grande-Bretagne tout au long de la Seconde Guerre mondiale, Colossus a joué à 500 000 FLOPS.
- Le premier supercalculateur avec 3 mégaFLOPS était le CDC 6600 en 1964.
- Le premier supercalculateur à dépasser 1 gigaFLOP était le Cray-2 en 1985.
- Le premier ordinateur hautement parallèle à dépasser un téraFLOP était l’ASCI Red en 1996.
- Le premier supercalculateur à atteindre 1 pétaFLOP était le Roadrunner en 2008.
La science Simplifiée: contributions du DOE à l’informatique exascale
Le programme Advanced Scientific Computing Research du Department of Energy (DOE) Office of Science travaille donc depuis des années avec des entreprises technologiques américaines pour construire des supercalculateurs qui repoussent les obstacles à la découverte scientifique. Lawrence, Berkeley, Oak Ridge et Argonne National Laboratories abritent ainsi des installations individuelles du DOE Office of Science pour le calcul haute performance. Ces installations donnent pourtant aux scientifiques un accès informatique établi sur les avantages possibles de leur étude de recherche. L’initiative informatique exascale du DOE, codirigée par l’Office of Science et la National Nuclear Security Administration (NNSA) du DOE, a alors démarré en 2016 dans le but d’accélérer l’avancement d’un écosystème informatique exascale. L’un des éléments de l’initiative est le projet de calcul exascale de sept ans.
La science Simplifiée. Le projet vise ainsi à préparer les chercheurs et les installations informatiques à l’exascale. Il s’articule ainsi autour de 3 grands axes :
- Développement d’applications : développeur d’applications qui tirent parti des ordinateurs exascale.
- Technologie logicielle : créer de nouveaux outils pour gérer les systèmes, gérer d’énormes quantités d’informations et intégrer les futurs ordinateurs aux systèmes informatiques existants.
- Matériel et intégration : établissement de partenariats pour produire de nouveaux composants, de nouvelles formations, de nouvelles normes et des constantes de tests pour activer ces nouveaux outils dans nos autres installations et laboratoires nationaux.
Le DOE lance, enfin, les premiers ordinateurs exascale des États-Unis : Frontier à l’ORNL et Aurora au Laboratoire national d’Argonne et El Capitan au Laboratoire national Lawrence Livermore.
Lisez l’article original sur Scitech Daily.
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