Juste au-dessus du ces deux dernières annéesle calcul intensif s’est accéléré dans le exascale époque – avec les machines les plus massives au monde, capables d’effectuer plus d’un milliard de milliards d’opérations par seconde. Mais à moins que de grandes améliorations d’efficacité ne puissent intervenir tout au long de sa courbe de croissance exponentielle, l’informatique devrait également nécessiter des quantités d’énergie de plus en plus impraticables et non durables – même, selon une étude largement citée, d’ici 2040 exigeant plus d’énergie que la production mondiale actuelle.
Heureusement, la communauté du calcul haute performance se concentre désormais non seulement sur l’augmentation des performances (mesurées en pétaflops ou exaflops bruts), mais également sur une efficacité accrue, augmentant le nombre d’opérations par watt.
La liste Green500 a vu de nouveaux venus entrer dans les trois premières places, ce qui suggère que certains des systèmes hautes performances les plus récents au monde recherchent peut-être l’efficacité au moins autant que la puissance pure.
Le dernier classement du Top500 supercalculateurs (une liste des machines les plus puissantes du monde) et son cousin le Vert500 (classant plutôt les machines les plus efficaces au monde) est sorti la semaine dernière. Le top 10 des 500 plus grands supercalculateurs reste pratiquement inchangé, dirigé par le laboratoire national d’Oak Ridge. Ordinateur exascale Frontier. Il n’y a qu’une seule nouveauté dans le top 10, au 6ème rang: le Centre national suisse de calcul scientifique Système des Alpes. Pendant ce temps, le Laboratoire National d’Argonne Aurore a doublé sa taille, mais a conservé son rang de deuxième rang.
D’un autre côté, la liste Green500 a vu de nouveaux venus entrer dans les trois premières places, ce qui suggère que certains des systèmes hautes performances les plus récents au monde recherchent peut-être l’efficacité au moins autant que la puissance pure.
En tête de la nouvelle liste Green500 se trouvait JEDI, le système prototype du Jülich Supercomputing Center pour son prochain ordinateur exascale JUPITER. Les places n°2 et n°3 sont allées à l’Université de Bristol. Isambard IAégalement la première phase d’un système planifié plus vaste, et le Supercalculateur Hélios de l’organisation polonaise Cyfronet. En quatrième position se trouve le leader de la liste précédente, le Henri de la Fondation Simons.
Une trémie le traverse
Les trois premiers systèmes de la liste Green500 ont une chose en commun : ils sont tous construits avec Grace Hopper de Nvidia superpuces, une combinaison du GPU Hopper (H100) et du CPU Grace. Il y a deux raisons principales pour lesquelles l’architecture Grace Hopper est si efficace, explique Dion Harris, directeur de la stratégie de mise sur le marché accélérée des centres de données chez Nvidia. Le premier est le processeur Grace, qui bénéficie des performances de puissance supérieures de l’architecture de jeu d’instructions ARM. De plus, dit-il, il intègre une structure de mémoire, appelée LPDDR5Xque l’on trouve couramment dans les téléphones portables et qui est optimisé pour l’efficacité énergétique.
La superpuce GH200 Grace Hopper de Nvidia, déployée ici dans la machine JEDI de Jülich, alimente désormais les trois systèmes HPC les plus efficaces au monde. Centre de calcul intensif de Juliers
Le deuxième avantage du Grace Hopper, dit Harris, est une interconnexion nouvellement développée entre le GPU Hopper et le CPU Grace. La connexion tire parti de la proximité du CPU et du GPU sur une seule carte et atteint une bande passante de 900 gigabits par seconde, environ 7 fois plus rapide que la dernière version. PCIe génération 5 interconnexions. Cela permet au GPU d’accéder rapidement à la mémoire du CPU, ce qui est particulièrement important pour les applications hautement parallèles telles que la formation d’IA ou les réseaux de neurones graphiques, explique Harris.
Les trois meilleurs systèmes utilisent Grace Hoppers, mais le JEDI de Jülich est toujours en tête du peloton avec une marge notable : 72,7 gigaflops par watt, contre 68,8 gigaflops par watt pour le finaliste (et 65,4 gigaflops par watt pour le champion précédent). L’équipe JEDI attribue son succès supplémentaire à la façon dont elle a connecté ses puces entre elles. Leur tissu d’interconnexion provenait également de Nvidia—Quantum-2 InfiniBand-plûtot que le Lance-pierre HPE utilisé par les deux autres systèmes supérieurs.
L’équipe JEDI cite également les optimisations spécifiques qu’elle a effectuées pour s’adapter au benchmark Green500. En plus d’utiliser tous les derniers équipements Nvidia, JEDI réduit les coûts énergétiques grâce à son système de refroidissement. Au lieu d’utiliser de l’air ou de l’eau réfrigérée, JEDI fait circuler de l’eau chaude dans ses nœuds de calcul pour éliminer l’excès de chaleur. “Dans des conditions météorologiques normales, l’excès de chaleur peut être absorbé par des unités de refroidissement gratuit sans avoir besoin d’un refroidissement supplémentaire à l’eau froide”, explique Benoît de Saint-Viethchef de la division Calcul haute performance à Juliers.
JUPITER utilisera la même architecture que son prototype, JEDI, et von St. Vieth dit qu’il vise à maintenir une grande partie de l’efficacité énergétique du prototype, bien qu’avec une échelle plus grande, ajoute-t-il, davantage d’énergie pourrait être perdue dans le tissu d’interconnexion.
Bien entendu, le plus crucial est la performance de ces systèmes sur des tâches scientifiques réelles, et pas seulement sur le benchmark Green500. “C’était vraiment excitant de voir ces systèmes être mis en ligne”, déclare Harris de Nvidia. “Mais plus important encore, je pense que nous sommes vraiment excités de voir la science émerger de ces systèmes, car je pense [the energy efficiency] aura plus d’impact sur les applications même que sur le benchmark.
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