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Exaflop : le calcul au service de l’innovation

Publié le par M.Hermassi

 

Anticiper les bouleversements climatiques, découvrir des gènes contre le cancer, diviser notre consommation énergétique par dix, ou encore marcher sur la planète Mars, voici quelques défis, parmi tant d’autres, que les chercheurs pourraient commencer à relever à l’aube de 2020 grâce au premier supercalculateur exaflop.

Mais qu’est-ce que l’exaflop au juste ? Il s’agit du palier de puissance de calcul que prévoit de franchir Intel d’ici cinq à sept ans et qui permet de traiter, par le biais de supercalculateurs… un milliard de milliards d’opérations en virgule flottante par seconde ! Pour comparaison, l’unité de mesure de calcul la plus élevée depuis 2008 est à l’échelle du petaflop (un million de milliards d’opérations par seconde).
Mille fois plus puissants et performants, les supercalculateurs de 2020 nous promettent vers un futur où l’intelligence artificielle permettra aux scientifiques de résoudre les plus grandes problématiques de notre temps dans des domaines aussi variés que la santé, la météorologie, les nouvelles énergies, etc.

Tout a commencé au début des années 70 avec la naissance des premiers superordinateurs et du calcul intensif HCP (High-Performance Computing). Au fil des années, ils ont évolué de façon exponentielle pour devenir ce qu’on appelle désormais des supercalculateurs. Leur puissance de calcul est notamment utilisée pour les prévisions météorologiques, la modélisation et toutes sortes de simulations numériques : recherche médicale, fusion nucléaire, exploration spatiale, résistance des matériaux, forage pétrolier, etc.
Deux fois par an, les supercalculateurs du monde entier font l’objet d’un classement baptisé Top500. Ce dernier dresse la liste des plus puissants d’entre eux.

La France forte en calcul

En France, on dispose du troisième plus puissant supercalculateur au monde baptisé Tera 100. Ce monstre qui se compose, entre autres, de 4300 serveurs et 150 000 cœurs Intel Xeon série 7500 délivre une puissance de calcul de l’ordre de 1,25 petaflops. Fin 2010, le CEA, le GENCI et l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines se sont lancés, en partenariat avec Intel, dans la conception d’un autre supercalculateur qui atteindra une puissance de 1 petaflop d’ici à la fin de l’année.
Au même moment, ils ont inauguré un laboratoire de recherche commun ECR (Escale Computing Research) chargé de préparer le futur du calcul intensif. Il a pour mission d’imaginer les nouvelles machines et applications qui seront capables de gérer l’exaflop, soit une puissance de calcul multipliée par mille par rapport à celle d’aujourd’hui, donc.

 

Du rêve à la réalité

Les changements induits par des supercalculateurs exaflops laissent rêveurs. Comme c’est le cas actuellement, mais à un niveau bien plus élevé, des innovations spectaculaires pourraient se concrétiser grâce à la simulation numérique. Une telle puissance de calcul maîtrisée permettra en effet de simuler virtuellement et à grande vitesse le fonctionnement du corps humain tout entier ( et même une simulation personnalisée selon votre propre code génétique !) et ainsi de mieux lutter contre des maladies telles que l’Alzheimer, le Cancer, le Sida, etc.
Tout comme le corps humain, la climatologie est un domaine particulièrement complexe dans lequel de nombreux progrès restent à faire. Là encore, les supercalculateurs de nouvelle génération pourraient tout changer et permettre aux spécialistes de faire des prévisions fiables jusqu’à 10 jours et de mieux anticiper des catastrophes naturelles comme les séismes, les ouragans, les tsunamis, etc.
L’avènement de l’exaflop sera également primordial pour la recherche et la gestion de nouvelles énergies, indispensables à la sauvegarde de l’environnement. Outre des innovations attendues dans de nombreux autres domaines (nano technologies, conquête spatiale, etc.), on assistera sans doute à l’émergence de nouveaux produits high-tech pour le grand public… toujours plus interactifs et intelligents. On a hâte…

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