Un sacré K
Supercalculateur le plus rapide au monde, le «K Computer», installé à Kobe au Japon, peut effectuer 10 quadrillons d’opérations à la seconde ; il est destiné aux chercheurs japonais et internationaux, notamment. Mais cela ne suffit pas à Fujitsu qui compte mettre au point un ordinateur 100 fois plus puissant encore d’ici 2017. Interview de Marc Payal, Managing Director.
De quoi s’agit-il ?
Le «K Computer» est aujourd’hui le supercalculateur le plus rapide au monde. Le nom K vient du mot japonais Kei, qui veut dire 1016, en référence au nombre d’opérations effectuées à la seconde.
Où est situé le K Computer ?
Installé à Kobe au Japon, le site de 2 hectares comprend 4 bâtiments. Le premier, style bunker, est réservé au Data Centre, le second est destiné aux équipes de recherche, un troisième sert au refroidissement, et un quatrième en approvisionnement électrique. Environ 1.000 personnes ont travaillé à la réalisation du projet, qui a duré 5 ans.
En quoi consiste le K Computer ?
Dans son installation actuelle, le K Computer comprend 864 racks pour un total de 22.032 cartes systèmes, soit 88.128 CPUs (Sparc version spéciale HPC à 8 cœurs). La liaison entre les cartes systèmes se fait par le biais d’une interconnexion six-dimensionnelle Mesh/Torus.
Quelle est la performance obtenue ?
Le K Computer effectue 10,51 PétaFlops, soit 10,51 quadrillion d’opérations à la seconde. Comment s’imaginer ce nombre ? Si une opération est représentée par une boîte d’allumettes de 1 cm d’épaisseur, et que celles-ci sont superposées, alors la distance entre la terre et la lune est parcourue 273.000 fois par seconde.
Pourquoi le K Computer est-il si rapide ?
Pour qu’un supercalculateur soit rapide, il faut évidemment un nombre important de CPUs. Mais avant tout, il importe que ces CPUs puissent travailler ensemble de manière efficiente, avec un faible temps de latence, sinon le rajout de composants alourdit, mais n’améliore plus le fonctionnement du système complet. Pour le K Computer, l’interface des CPUs et l’interconnexion (6D Mesh/Torus) ont été spécifiquement développés à cet effet. Une évolution à 23 PétaFlops est envisageable.
Le K Computer est-il également hautement disponible ?
Non seulement la redondance mais également la tolérance aux pannes est impérative à un supercalculateur. Avec plusieurs millions de composants, si une panne entraînait un arrêt de la machine, elle ne serait pas souvent en marche. Le K Computer dispose ainsi de systèmes de tolérance aux pannes en redémarrant les opérations n’ayant pas abouties suite à la défaillance d’un ou plusieurs composants.
Quels ont été les autres défis ?
Outre le développement du supercalculateur lui-même, l’alimentation électrique et le refroidissement du système sont des challenges en soi. En opération, le K Computer requiert 12,65 MW, soit les besoins moyens d’une ville de 30.000 habitants. Même avec une efficience à 93,2%, cela reste beaucoup. Un bâtiment de 2.100m2 est destiné au refroidissement.
Qui utilise le K Computer aujourd’hui ?
Il appartient au gouvernement japonais, notamment au ministère de l’éducation, de la culture, des sports, de la science et de la technologie. Il est utilisé par des chercheurs japonais et internationaux.
Quels sont les domaines de recherche ?
Les domaines sont variés et évoluent avec le temps. Cinq domaines stratégiques ont été définis. Il s’agit notamment de la médecine (cancers, génétique, médicaments), météorologie (tremblements de terre, tsunamis), création de matériaux (nanotechnologies), innovation industrielle (efficience) et astronomie (origine de l’univers).
Y a-t-il une version commerciale ?
Oui, le K Computer se décline en une version commerciale appelée PrimeHPC FX10. Il s’agit d’une plateforme modulaire, qui est adaptée en fonction des besoins des clients et de leurs budgets.
Quelle évolution future ?
Chez Fujitsu, il existe des plans pour un supercalculateur d’une performance en ExaFlops, soit 100 fois celle du K Computer d’aujourd’hui. Cette machine pourrait voir le jour en 2017.
Sources:
http://www.fujitsu.com/global/about/tech/k/
http://www.aics.riken.jp/en/
http://www.top500.org/