Les 10 supercalculateurs les plus puissants au monde aujourd'hui

Les supercalculateurs sont des machines spécialisées capables d'effectuer des calculs bien plus rapidement que les ordinateurs classiques. Ils offrent un niveau de performance permettant aux gouvernements et aux organisations de résoudre des problèmes impossibles à résoudre avec des ordinateurs classiques.

Photo d'illustration.

Ils sont utilisés dans un large éventail de domaines, notamment la recherche scientifique, les prévisions météorologiques, l’analyse financière, les simulations physiques et l’exploration pétrolière et gazière. Les superordinateurs ont aidé les scientifiques à découvrir des matériaux de construction plus durables et à étudier les protéines humaines et les systèmes cellulaires de manière extrêmement détaillée.

Dans cet article, nous allons découvrir les 10 supercalculateurs les plus puissants au monde aujourd’hui.

1. Supercalculateur Fugaku (Japon)

Fugaku est actuellement le supercalculateur le plus puissant au monde, situé au Centre RIKEN de sciences informatiques à Kobe, au Japon. Développé par Fujitsu, une entreprise japonaise de recherche et développement spécialisée dans les semi-conducteurs, l'informatique et les communications, ce supercalculateur affiche une performance maximale théorique pouvant atteindre 537 pétaflops, soit 537 quadrillions de calculs par seconde (un pétaflop est une unité de puissance de calcul équivalant à 1 quadrillion de calculs par seconde).

Fugaku est également le premier supercalculateur équipé de processeurs ARM, une nouvelle technologie de microprocesseur utilisant des méthodes de traitement plus simples et moins énergivores. Selon la norme d'évaluation des performances HPCG, les performances de Fugaku surpassent celles combinées des quatre meilleurs supercalculateurs mondiaux.

Il s'agit d'une avancée majeure pour le gouvernement japonais, mais la conception d'un système aussi puissant est coûteuse. Depuis 2014, le gouvernement a consacré environ un milliard de dollars à la recherche et développement (R&D) et au développement d'applications pour ce projet.

Fugaku fonctionne sur deux systèmes d'exploitation parallèles : Linux et un système d'exploitation multicœur appelé IHK/McKernel. Linux gère les services compatibles avec l'interface du système d'exploitation portable (POSIX), tandis que McKernel exécute des simulations hautes performances.

Il est conçu pour résoudre des problèmes scientifiques et sociétaux hautement prioritaires, tels que les prévisions météorologiques, le développement d’énergies propres, le développement de médicaments, la médecine de précision et la découverte des lois de la mécanique quantique.

2. Summit Supercomputer (États-Unis)

Summit est actuellement le deuxième supercalculateur le plus puissant au monde, situé au Laboratoire national d'Oak Ridge, dans le Tennessee, aux États-Unis. Développé en collaboration avec la multinationale informatique IBM et la multinationale américaine NVIDIA, spécialisée dans le développement de processeurs graphiques et de chipsets pour stations de travail, ordinateurs personnels et appareils mobiles, ce supercalculateur possède une puissance de traitement de 200 pétaflops.

Lors de la récente pandémie de Covid-19, le Département de l'Énergie des États-Unis a utilisé le supercalculateur Summit pour renforcer sa puissance technologique et trouver un remède contre la Covid-19. La puissance de ce supercalculateur peut contribuer à accélérer le processus d'inhibition ou d'attaque du virus.

Le supercalculateur Summit est équipé d’un « cerveau d’intelligence artificielle » capable d’analyser d’innombrables simulations pour déterminer quelles combinaisons de médicaments peuvent empêcher le nouveau coronavirus (SARS-CoV-2) d’attaquer les cellules.

Le supercalculateur est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment la physique, l'énergie et la santé. Summit a également contribué à la recherche sur la maladie d'Alzheimer, analysé des gènes potentiellement liés à la dépendance aux opioïdes et prédit des conditions météorologiques dangereuses à partir de simulations climatiques.

3. Supercalculateur Sierra (États-Unis)

Sierra est le troisième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Laboratoire national Lawrence Livermore en Californie, aux États-Unis. Développé par IBM et NVIDIA, il possède une puissance de traitement de 125 pétaflops. Il est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment les armes nucléaires et le changement climatique.

Le supercalculateur Sierra offre des performances six fois supérieures en continu et sept fois supérieures en charge de travail que son prédécesseur, le supercalculateur Sequoia. Il combine deux types de puces de traitement : les processeurs Power 9 d'IBM et les GPU Volta de NVIDIA.

Sierra est spécifiquement conçu pour évaluer les performances des systèmes d’armes nucléaires, les applications prédictives dans la gestion des stocks, les programmes de tests de fiabilité et la maintenance des armes nucléaires américaines sans aucun essai nucléaire.

4. Supercalculateur Sunway TaihuLight (Chine)

Sunway TaihuLight est actuellement le quatrième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Centre national de supercalcul de Wuxi, en Chine. Développé par le Centre national de recherche en informatique et ingénierie de Chine, ce supercalculateur possède une puissance de traitement de 93 pétaflops. Il est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment la modélisation climatique et les sciences du système terrestre.

La puissance de calcul du Sunway TaihuLight provient de l'unité centrale de traitement (CPU) multicœur SW26010 autoproduite qui comprend à la fois des éléments de traitement informatique et des éléments de traitement de gestion.

Un seul processeur SW26010 offre des performances de pointe de plus de 3 téraflops grâce à 260 éléments de calcul (intégrés dans un seul processeur). Chaque élément de calcul dispose d'une mémoire cache contrôlée par l'utilisateur, réduisant considérablement l'encombrement mémoire dans la plupart des applications.

Outre son rôle dans la recherche en sciences de la vie et en pharmacie, TaihuLight a été utilisé pour simuler l'univers. Cependant, la Chine vise plus loin : elle a déclaré son objectif de devenir un leader mondial de l'intelligence artificielle (IA) d'ici 2030.

5. Supercalculateur Tianhe-2A (Chine)

Tianhe-2A est le cinquième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Centre national des supercalculateurs de Guangzhou, en Chine. Développé par l'Université nationale des technologies de défense de Chine, ce supercalculateur possède une puissance de traitement de 61 pétaflops.

La Chine a dépensé 2,4 milliards de yuans (environ 390 millions de dollars) pour construire le supercalculateur, qui est actuellement utilisé principalement pour des applications de simulation, l'analyse des problèmes de sécurité du gouvernement et la recherche en science et ingénierie des matériaux.

6. Supercalculateur Frontera (États-Unis)

Frontera est actuellement le 6e supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Texas Advanced Computing Center, au Texas, aux États-Unis. Ce supercalculateur a été développé par l'entreprise informatique américaine Dell et possède une puissance de traitement de 23,5 pétaflops.

Frontera ouvre de nouvelles possibilités en ingénierie et en recherche en fournissant des ressources informatiques évolutives qui permettent aux scientifiques de relever plus facilement des défis complexes dans de multiples domaines.

Frontera dispose de deux systèmes de calcul : le premier est axé sur les performances en double précision, tandis que le second est axé sur le calcul de mémoire en flux simple précision. Il intègre également une interface de cloud computing et plusieurs nœuds d'application pour héberger des serveurs virtuels.

Le supercalculateur Frontera est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment la physique des particules et les sciences de la Terre.

7.SupercalculateurPiz Daint (Suisse)

Piz Daint est le 7e supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Centre national suisse de supercalcul. Développé par le fabricant de supercalculateurs Cray, basé à Seattle, Washington (États-Unis), il possède une puissance de traitement de 21,2 pétaflops.

Le supercalculateur Piz Daint, nommé d'après la montagne Piz Daint dans les Alpes suisses, fonctionne avec des processeurs Intel Xeon E5-26xx et NVIDIA Tesla P100.

Le supercalculateur est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment la science des matériaux et la dynamique des fluides. Il peut également gérer l'analyse de données pour certains des projets les plus gourmands en données au monde, comme celles recueillies lors d'expériences menées au plus grand accélérateur de particules du monde, en Suisse.

8. Supercalculateur Trinity (États-Unis)

Trinity est actuellement le 8e supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Laboratoire national de Los Alamos, au Nouveau-Mexique, aux États-Unis. Ce supercalculateur a également été développé par le fabricant de supercalculateurs Cray et possède une puissance de traitement de 20,2 pétaflops.

Le supercalculateur Trinity a été conçu pour fournir une puissance de calcul exceptionnelle à l'Administration nationale de la sécurité nucléaire des États-Unis. Il vise à améliorer la précision géométrique et physique des codes de simulation d'armes nucléaires et à garantir la sûreté, la sécurité et l'efficacité des stocks nucléaires. Ce supercalculateur est également utilisé pour la recherche dans d'autres domaines, tels que la modélisation énergétique et climatique.

9. Supercalculateur d'infrastructure cloud AI Bridging (Japon)

Infrastructure cloud de pontage IAIl s'agit du neuvième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé à l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées de Tokyo, au Japon. Développé par Fujitsu Semiconductor, Computer and Communications Research and Development Company, il possède une puissance de traitement de 19,9 pétaflops.

Supercalculateur IA reliant l'infrastructure cloudutilisé pour la recherche dans de nombreux domaines différents, notamment l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique.

10. Supercalculateur SuperMUC-NG

SuperMUC-NG est le 10e supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Centre de supercalcul Leibniz en Allemagne. Développé par la multinationale informatique Lenovo, il possède une puissance de traitement de 19,5 pétaflops.

Le supercalculateur SuperMUC-NG est au service des scientifiques européens dans un large éventail de domaines, notamment l'analyse du génome, la dynamique des fluides, l'analyse des forces fondamentales cosmiques, les sciences de la vie, la médecine et l'astrophysique.

Selon un rapport du cabinet d'études de marché Technavio (Royaume-Uni), le marché mondial des supercalculateurs atteindra 12,5 milliards de dollars entre 2021 et 2025, atteignant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 20 % au cours de la période de prévision.

L'utilisation croissante de technologies avancées telles que l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et le cloud explique en grande partie cette croissance. Le besoin de modèles hautement complexes pour résoudre des problèmes physiques, chimiques et environnementaux complexes pourrait accélérer cette croissance.

Globalement, avec des applications de plus en plus complexes dans un avenir proche, la demande en supercalculateurs augmentera en conséquence. Les organisations gouvernementales devraient être les utilisateurs finaux générant les revenus les plus élevés.