Les ordinateurs Exascale sont sur le point de changer radicalement la puissance informatique, instaurant une ère de performances et d’opportunités exceptionnelles. Cette machine pointue en termes de capacité de calcul en effectuant un milliard de milliards de calculs par seconde, ce qui représente une avancée énorme face aux systèmes actuels appelés « petascale ». Pensez aux perspectives : faire un bond en avant dans la recherche scientifique, résoudre des simulations complexes dans des domaines tels que la modélisation du climat et la physique quantique, et élargir les horizons de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique.
Cependant, les acteurs mondiaux sont pressés de développer cette importante industrie.
L’exascale : un enjeu mondial
Avec l’installation de Frontier, le premier supercalculateur exascale Américain en exploitation depuis 2022, au Oak Ridge National Laboratory, les États-Unis ont établi la norme. Frontier occupe actuellement une position dominante dans le classement TOP500 des superordinateurs internationaux, avec un rendement maximal de 1,1 exaflops*. Malgré le silence sur ses récents développements, la Chine aurait créé deux systèmes exascale en fonctionnement, Sunway Oceanlite et Tianhe-3, qui sont compétitifs avec leurs équivalents américains. Le Japon, pour sa part, s’est distingué avec Fugaku, un supercalculateur pré-exascale qui continue à mener dans quelques domaines particuliers.
En comparaison, l’Europe a longtemps été à la traîne, mais grâce à des investissements ambitieux, elle a rapidement réduit l’écart, Le programme EuroHPC Joint Undertaking, instauré en 2018, assemble des efforts humaine et matériels pour déployer des supercalculateurs de classe mondiale dans l’Union européenne comme LUMI en Finlande et Leonardo en Italie, qui s’imposent parmi les 5 supercalculateurs les plus rapides à l’échelle mondiale. Ce programme consacre un financement important, s’élevant en milliards d’euros, pour construire des infrastructures exascale et soutenir la recherche et l’innovation dans ce domaine.
La montée en puissance de l’Europe
Le premier ordinateur exascale d’Europe, baptisé JUPITER (Joint Venture Pioneer for Innovative and Innovative Exascale Research), devrait être achevé fin 2024 au centre de calcul haute performance allemand de Jülich. JUPITER dispose d’un budget de 273 millions d’euros et est financé par des partenaires européens et allemands pour effectuer des calculs complexes dans des domaines tels que le développement médical, la modélisation climatique et le développement de systèmes avancés d’intelligence artificielle.
En France, l’aventure Jules Verne, prévue pour 2025 au CEA TGCC (Très Grand Centre de Calcul), représente un acteur clé. Doté d’une capacité de calcul d’un exaflop, il coordonnera les avancées européennes majeures pour relever les grands défis de la société, tels que la lutte contre le changement climatique et l’entrainement des modèles de l’IA générative. Ce projet est en partie financée dans le cadre du plan France 2030.
La France joue un rôle essentiel dans la stratégie européenne de calcul exascale, non seulement grâce au projet Jules Verne mais aussi par ses initiatives d’amélioration des processeurs primordiaux et des modèles de calcul haute performance. A titre d’illustration, la société française Atos s’intéresse effectivement à la planification de superordinateurs européens avec sa filiale Eviden. De plus, les centres d’enseignement comme GENCI (Grand Équipement National de Calcul Intensif) et le CEA sont à la pointe du calcul haute performance.
L’efficacité énergétique : un enjeu incontournable
L’utilisation des superordinateurs exascale a un autre défi crucial. Celui de la consommation d’énergie électrique, ce qui entraîne des problèmes autant environnementaux qu’économiques. Exemple, le superordinateur américain Frontier nécessite 21 MW, soit l’équivalent de l’énergie besoin pour alimenter une petite ville. Pour concurrencer, les programmes européens comme JUPITER et Jules Verne utilisent des solutions novatrices telles que le refroidissement par fluide, qui améliore l’efficacité thermique tout en diminuant l’utilisation de la consommation d’énergie. De plus, les architectures modulaires, comme celles développées par le Jülich Supercomputing Centre, permettent d’optimiser les ressources en distribuant dynamiquement les charges de calcul entre différentes partitions.
La croissance des ordinateurs exascale en Europe, notamment en France, illustre une assurance de concurrencer les grandes puissances mondiales tout en gardant souveraineté technologique. En mettant à jour des projets de premier plan tels que JUPITER et Jules Verne, l’Europe est sur la bonne voie pour devenir un pionnier mondial de l’informatique haute performance. Toutefois, des spéculations constantes et des avancées impressionnantes seront essentielles pour préserver cette position dans une scène technologique en constante évolution.
Exaflop* : unité de mesure de la performance informatique qui désigne la capacité d’un système à effectuer un milliard de milliards (soit 10¹⁸) d’opérations en virgule flottante par seconde
Sources :