supercalculateur

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PUISSANCE DE CALCUL

Supercalculateurs

L'information synthétique est particulièrement rare sur ce sujet. Sans doute un effet de la concurrence entre fabricants de matériel.

Par ailleurs les modèles de calcul de la puissance de calcul évoluent.

Domaines d'utilisation:

météorologie

médical

simulation (explosion atomique, par exemple)

recherche des exoplanètes

etc.

2011: Un microprocesseur de 1 téraflops (1 000 milliards d'opérations flottantes par seconde). Mis au point par Intel.

1997: La même puissance de calcul exigeait la mise en batterie de 10 000 microprocesseurs.

Ordinateur le plus puissant

2,5 10¹⁵ flops = 2,5 pétaflops

Fin 2010: Tianhe-1A, ordinateur chinois. 21 000 processeurs.

Centre national de Tianjin.

1,7 10¹⁵ flops = 1,7 pétaflops

Fin 2009: Jaguar de Cray XT5. Modélisation du climat aux États-Unis au département américain de l'Énergie.

Flops: floating operations per second; péta = 10¹⁵

Pétaflops: millions de milliards d'opérations flottantes par seconde.

2 10¹⁵ flops = 2 pétaflops

Supercalculateur européen Curie, accueilli par la France en 2011.

11 07 24 supercalculateur.jpg

L'Express – 20 juillet 2011

DOMAINES – Trois grands domaines
Puces	Ordinateurs	Supercalculateurs
Circuit intégré microprocesseur.	Montage du microprocesseur et de la mémoire sur une carte électronique formant un module de calcul. Un module, parfois quelques uns, associés à des périphériques forment l'ordinateur complet.	Association d'une batterie de modules de calcul produisant une grande puissance de calcul.
Quelques mm²	Quelques litres	Nombreux m³
Pentium d'Intel PowerPC de Motorola Athlon d'AMD	PC Serveurs	Cray Deeper Blue Earth Simulator
MIPS : millions d'instructions par seconde	MOPS: millions d'opérations (arithmétiques) par secondes	GFLOPS: giga (milliards) opérations flottantes par secondes
Suite en Loi de Moore / Gravure		Suite Ci-dessous

Septembre 2011: Watson, le supercalculateur IBM qui a remporté le jeu télévisé Jeopardy, va servir au diagnostic médical dans les cliniques.

SUPERCALCULATEURS

Mise à jour 2002 (non officielle; au hasard des parutions sur le sujet)

*Année*	*Calculateur*	*Constructeur*	*Puissance en*
*Année*	*Calculateur*	*Constructeur*	Téra	Giga FLOPS	Méga
1972	Cray 1	CRAY			166
1981	Cyber	CDC			200
1982	Cray X-MP	CRAY			235
1985	Cray 2	CRAY		1 à 2
1985	Mouflon	France - THALES		6
	Application spéciale en sonars
?	Connection Machine			28	,6
1992	Paragon	INTEL		150
1997	Deeper Blue	IBM	1
1999	Météo France	FUJITSU		300
	Plus grande puissance installée ne Europe
1998	ASCI Red	IBM	1	,3
2000	ASCI White	IBM	7	,2
2001	Power 3	IBM		500
	Plus grande puissance installée en France (CINES)
2001	G4	APPLE		5	,5
	Pas mal pour un non-supercalculateur
16 supercalculateurs installés dépassent le Téraflops Il faut 1,3 Téraflops pour entrer dans le top 10 Le top 500 cumule 135 Téraflops
2002	CEA	COMPAQ	5
	Plus grande puissance installée en Europe
2002	Earth simulator	NEC	40	Réalisé en 2002
2002	Département de l'énergie des États-Unis	IBM	460	Commandé en 2002
2005	CEA - France	COMPAQ	50

	Cerveau humain		1 000

Voir

Échelle de 10: Méga 10⁶ ; Giga 10⁹ ; Téra 10¹²

RECORDS ACTUELS
Voir ci-dessus et sites spécialisés >>>

Archives

RECORDS en 2001

Année	Société	Supercalculateur	Puissance en
			*TéraFlops*
2001	IBM	ASCI White, SP Power 3 375 MHz	12,3
2001	Compaq	AlphaServer SC ES45/1 GHz	4
2001	IBM	SP Power 3 375 MHz 16 way	3
1999	Intel	ASCI Red	2,4
1999	IBM	ASCI Blue-Pacific SST,IBM SP 604e	2,1

RECORD en 2002

Earth simulator - 11 Mars 2002 - Réalisé

NEC Corporation (NEC)

annonce la mise en service de son

Ultra high-speed vector parallel computing system

connu sous le nom de

"the Earth Simulator"

au Earth Simulation Center - Yokohama Institute for Earth Sciences - Japon

earthsim

Caractéristiques		Valeurs
Puissance soit		40 000 40	GigaFLOPS TéraFLOPS
Quantité de microprocesseurs		5 120
Puissance élémentaire		8	GigaFLOPS
Données traitées simultanément		16
Puissance unitaire		0,5	GigaFLOPS
Fréquence d'horloge		500	MHz
Pays			Japon
Concepteur			NEC
Projet lancé en			1997
Mise en service			mai 2002
Architecture			Vectorielle¹
Débits internes sur fibres optiques			256 Goctets / s
Utilisation	Simulation de la Terre: étude du réchauffement climatique prévisions des catastrophes
Implantation			65 m x 50 m
Prix			320 MEuros
¹ Par opposition aux architectures scalaires ou Simple Instruction - Simple Data (SISD) que l'on trouve sur nos ordinateurs classiques. Le calcul vectoriel ou Simple Instruction - Multi data (SIMD) est plus adapté aux traitements de simulations, de calcul d'images, de traitement de données acquises par des senseurs (radars, sonars…)

Département américain de l'énergie - Novembre 2002 - Commandé

Commande passée à

Pour un prix de

Puissance de calcul

équivalente aux

IBM pour 2 tels supercalculateurs

290 millions de dollars

460 Téra FLOPS

500 calculateurs les plus rapides existants dans le monde

MÉTÉO FRANCE en 2003

Météo France dispose d'un Fujistsu

de 300 MOPS

En 2003, elle aura

un second calculateur Futjistsu de

1 200 MOPS (méga)

soit 1,2 GMOPS (giga)

§ Météo France doit traiter environ 1,5 million d'observations par jour

§ En 20 ans, le progrès a été un gain de 2,5 heures de prévision par an

Le monde - 18/10/02

SUPER CALCULATEUR

28,6 milliards: nombre d'opérations que la Connection Machine 2 peut effectuer par seconde.

On dit: 28,6 Giga Opérations Flottantes par seconde (Flottante pour "à virgule flottante", c'est-à-dire en décimal).

C'est un ordinateur massivement parallèle: il exploite des milliers de processeurs travaillant en parallèle.

Le Cray 1 puis le Cray 2 ont longtemps détenus le record.
Le Cray 2 exécutait 1,7 Gops (Giga Opérations par secondes).

SUPER –CALCULATEUR en 1994

355 milliards d'opérations par seconde:

c'est la puissance du plus gros ordinateur en 1994.

Réalisé par Fujitsu, il s'appelle VPP500 et coûte 600 MF.

*Machine*	*Puissance*	*Unité*
Ordinateur 1990	5	Mips
Pentium	112	Mips
T9000	200	Mips
Calculateur 1995	50	Mops
Radar	200	Mops
Sonar	6	Gops
Super-calculateur	28,6	Gops
Record calculateur	355	Gops

*Mips:*	Méga (million) Instruction par seconde
*Mops*:	Méga Opérations par seconde (il faut enchaîner un programme de plusieurs instructions pour réaliser une seule opération arithmétique: addition, multiplication...)
*Gops*:	Giga (milliard) Opérations par seconde.
*Mflops* *Gflops*	On note aussi Mflops ou Gflops pour les opérations flottantes, la virgule décimale étant gérée par programme.

Il existe des domaines scientifiques particulièrement gourmands

en Gops, ou Glops:

Météorologie
Sismique, recherche pétrolière
Modélisation de structures par éléments finis (approximation des surfaces par des facettes)
Mécanique quantique: il a fallu un an complet pour un calcul de vérification de la théorie des quarks à raison de 3 gops, soit 100 millions de milliards d'opérations (10¹⁷ opérations)