La situation est inédite depuis 1996 : les États-Unis ne classent plus le moindre superordinateur dans le top 3 mondial. En effet, la liste des superordinateurs les plus puissants de juin 2017 montre que la Suisse a, grâce à la mise à jour de son Piz Daint, détrôné Titan à la troisième place. Les deux premières restent occupées par la Chine, avec TaihuLight (nonante-trois pétaflops — nonante-trois millions de milliards d’opérations en virgule flottante par seconde —, premier depuis juin 2016) et Tianhe-2 (trente-quatre pétaflops, passé de la première place en juin 2013 à la deuxième avec l’arrivée de TaihuLight).Le superordinateur hébergé à ETH Zürich a plus que doublé sa puissance pour maintenant atteindre 19,6 pétaflops, grâce à de nouveaux cabinets Cray XC50. Le financement de quarante millions de francs suisses (trente-sept millions d’euros) a servi au remplacement des machines avec des GPU NVIDIA plus anciens (des cartes Tesla K20X) avec la toute dernière génération Pascal (P100).
Le gain ne se mesure pas qu’en puissance de calcul, mais également en consommation énergétique : Piz Daint consomme quatre fois moins que Titan (2,3 MW contre 8,2 pour Titan), avec une différence de puissance de calcul d’à peine deux pétaflops (Titan fournit dix-sept pétaflops de puissance de calcul). Selon la manière d’utiliser le superordinateur, il peut monter jusqu’à 10,4 gigaflops par watt consommé — pas la plus haute efficacité énergétique, mais sûrement à cette échelle.
Ainsi, Piz Daint est composé de deux types de nœuds de calcul. 5320 nœuds XC50 sont équipés avec des processeurs Intel de génération Haswell (Xeon E5-2690 v3, deux par nœud) et un accélérateur NVIDIA Tesla P100 par nœud. 1430 nœuds XC40 ont été conservés et ne possèdent pas d’accélérateur — ils possèdent par contre deux processeurs d’une génération plus récente, Broadwell (Xeon E5-2695 v4).
Outre la partie calcul pure, les travaux sur Piz Daint ont servi à déployer une nouvelle technologie de Cray, DataWarp, pour quadrupler la bande passante envers la zone de stockage à long terme. En pratique, il devient donc plus facile pour les utilisateurs du système d’effectuer des simulations (matériaux, physique, géophysique, chimie, climat, météo, etc.) en parallèle plutôt que les unes après les autres.
Au contraire de la plupart des organismes utilisant des superordinateurs, le CSCS (en charge de Piz Daint) a très vite commencé à utiliser des GPU pour les calculs (dès 2010), de telle sorte que la majorité des calculs effectués le sont sur les accélérateurs disponibles (alors que, au début, peu de machines en étaient équipées).
Plus bas dans la liste, après le top 10 (peu altéré, si ce n’est les investissements du CSCS dans Piz Daint), on constate une augmentation de la puissance moyenne des machines — mais aussi de leur efficacité énergétique. Ils utilisent de plus en plus d’accélérateurs pour y arriver : généralement, soit des NVIDIA Tesla, soit des Intel Xeon Phi, très rarement les deux. Néanmoins, pour mettre les choses en perspective, la machine la plus puissante du top 500, la Chinoise TaihuLight, fournit 12,5 % de la puissance totale.
Sources : Swiss Deploy World’s Fastest GPU-Powered Supercomputer, U.S. Slips in New Top500 Supercomputer Ranking.
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