Les 9 superordinateurs les plus puissants au monde aujourd'hui.

Les superordinateurs fonctionnent selon les mêmes principes que les ordinateurs classiques, mais avec des performances supérieures et une taille beaucoup plus importante, rappelant les ordinateurs classiques du passé.

Contrairement aux ordinateurs de bureau ou portables, ils traitent des quantités massives de données et effectuent des calculs à une vitesse incroyable. Selon IBM, les supercalculateurs sont les machines les plus rapides au monde et nécessitent une infrastructure complexe pour fonctionner, notamment des systèmes de refroidissement de pointe.

Du point de vue de leur architecture, les supercalculateurs sont équipés de composants bien plus puissants que les PC classiques. Alors qu'un ordinateur portable ne possède généralement qu'un processeur (CPU) et une unité de traitement graphique (GPU), un supercalculateur peut comporter des milliers de CPU et de GPU, chacun offrant des performances largement supérieures à celles des composants disponibles sur le marché.

Leur performance se mesure en opérations en virgule flottante par seconde (FLOPS). Alors que les PC et les ordinateurs portables n'atteignent que quelques centaines de gigaFLOPS (soit des billions de FLOPS), les supercalculateurs les plus puissants au monde ont aujourd'hui dépassé l'exaFLOPS, soit un quadrillion (10¹⁸) de FLOPS. Les machines qui atteignent ce niveau sont appelées supercalculateurs exascale.

Grâce à leur capacité à traiter d'énormes quantités de données à des vitesses incroyablement élevées, les supercalculateurs sont devenus des outils indispensables dans de nombreux domaines scientifiques. Ils soutiennent la recherche et le développement de médicaments, la découverte de nouveaux matériaux, les prévisions météorologiques et peuvent même « apprendre » à jouer aux échecs, comme Deep Blue, le supercalculateur légendaire d'IBM qui a vaincu le joueur d'échecs russe Garry Kasparov en 1997.

1. Le supercalculateur El Capitan

- Lieu : Laboratoire national Lawrence Livermore, Californie, États-Unis

- Rendement : 1 742 pétaFLOPS (équivalent à 1 742 exaFLOPS)

- Composants : Processeur AMD EPYC 24 cœurs de 4e génération intégré à l'APU AMD Instinct MI300A.

- Début des opérations : novembre 2024

El Capitan est actuellement le supercalculateur le plus puissant au monde et la troisième machine exascale jamais déployée, devenant officiellement opérationnel fin 2024.

Situé au Laboratoire national Lawrence Livermore, ce supercalculateur joue un rôle crucial dans la protection et la sécurité de l'arsenal nucléaire américain, sans qu'il soit nécessaire de procéder à des essais souterrains.

En outre, El Capitan soutient des missions top-secrètes liées à la sécurité nationale, notamment l'application de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique aux systèmes de défense avancés.

El Capitan ne se limite pas au domaine militaire ; il est également utilisé pour résoudre des problèmes scientifiques complexes, notamment en science des matériaux et en physique.

Ce supercalculateur a été construit par le département de l'Énergie des États-Unis dans le cadre du programme CORAL-2, destiné à remplacer Sierra, un supercalculateur déployé en 2018. Avec ses performances de pointe, El Capitan représente un bond en avant majeur en matière de puissance de calcul, inaugurant une nouvelle ère pour les supercalculateurs exascale.

2. Supercalculateur Frontier

Lieu : Laboratoire national d’Oak Ridge, Tennessee, États-Unis

- Performances : 1 353 pétaFLOPS (équivalent à 1,4 exaFLOPS)

- Composants : Processeur AMD EPYC 64 cœurs et GPU AMD Instinct MI250X

- Début des opérations : août 2022

Deuxième sur la liste des supercalculateurs les plus puissants au monde, Frontier, construit par HPE Cray, est entré dans l'histoire en devenant le premier supercalculateur exascale en 2022.

Selon IEEE Spectrum, une revue technologique mondiale de premier plan, Frontier a été initialement conçue pour soutenir la recherche de pointe dans un éventail de domaines critiques tels que le cancer, la découverte de médicaments, la fusion nucléaire, les nouveaux matériaux, la conception de moteurs à hautes performances et la simulation des explosions stellaires dans l'univers.

À l'avenir, Frontier continuera de jouer un rôle crucial dans la recherche scientifique, du développement des technologies de transport de nouvelle génération aux avancées médicales majeures. De plus, ce supercalculateur sera utilisé pour des simulations à grande échelle de l'univers.

Evan Schneider, professeur associé d'astrophysique à l'Université de Pittsburgh (États-Unis), a confié à MIT Tech Review qu'il prévoyait d'utiliser Frontier pour étudier l'évolution de la Voie lactée au fil du temps.

Grâce à ses performances exceptionnelles, Frontier représente non seulement une étape importante dans le domaine du calcul haute performance, mais inaugure également une nouvelle ère pour la science et la technologie.

3. Supercalculateur Aurora

Lieu : Laboratoire national d'Argonne, Illinois, États-Unis

- Rendement : 1 012 pétaFLOPS (équivalent à 1,0 exaFLOPS)

- Composants : Processeur Intel Xeon Max Series et GPU Intel Data Center Max Series

- Début des opérations : juin 2023

Aurora, l'un des supercalculateurs les plus récents et les plus prometteurs de cette liste, pourrait devenir la machine la plus puissante de la planète. Installé au Centre de calcul haute performance d'Argonne (ALCF), Aurora est le troisième supercalculateur exascale jamais construit et, selon les représentants de l'ALCF, il peut atteindre 2 exaFLOPS, soit le double des performances de Frontier.

Développée conjointement par Intel et HPE, Aurora prend en charge les outils scientifiques et analytiques, réalise des simulations complexes et exécute des algorithmes d'IA avancés. Grâce à son immense puissance de calcul, Aurora permet de créer des modèles précis dans de nombreux domaines tels que les prévisions climatiques, la science des matériaux, le stockage de l'énergie et la fusion nucléaire.

Selon HPCWire, un site d'information spécialisé dans le calcul haute performance, la fusion nucléaire est l'un des principaux axes de recherche d'Aurora.

Les scientifiques espèrent que, grâce à la puissance de ce supercalculateur, le mystère de la synthèse d'énergie à grande échelle sera bientôt résolu, inaugurant ainsi une nouvelle ère pour les sources d'énergie propres et durables.

4. Supercalculateur Eagle

Emplacement : Microsoft Azure

- Rendement : 561 pétaFLOPS (équivalent à 0,56 exaFLOPS)

- Composants : Processeur Intel Xeon Platinum 8480C à 48 cœurs et carte graphique Nvidia H100

- Début des opérations : août 2023

Contrairement aux supercalculateurs traditionnels hébergés dans les laboratoires de recherche, Eagle de Microsoft est entièrement hébergé dans le cloud. Déployé via la plateforme Microsoft Azure, Eagle est non seulement l'un des supercalculateurs les plus rapides au monde, mais il est également accessible à tous, moyennant le paiement des frais d'utilisation.

En tant que réseau distribué de systèmes puissants, Eagle a le potentiel de se classer au 4e rang des supercalculateurs les plus rapides au monde. Cela représente une avancée majeure pour le cloud computing, car les supercalculateurs ne sont plus confinés aux laboratoires physiques mais peuvent être utilisés à distance pour la recherche, l'IA, la science des données et la simulation à l'échelle mondiale.

5. Supercalculateur HPC6

- Lieu : Centre de données Eni Green, Ferrera Erbognone, Italie

- Performances : 477,9 pétaFLOPS (maximum 606 pétaFLOPS)

- Composants : Processeur AMD EPYC 64 cœurs de 3e génération, GPU AMD Instinct MI250X

- Début des opérations : novembre 2024

En novembre 2024, la société énergétique italienne Eni a lancé HPC6, le supercalculateur le plus puissant d'Europe et le premier supercalculateur industriel au monde. Il a été le premier supercalculateur non américain à figurer parmi les cinq supercalculateurs les plus rapides au monde.

Grâce à des améliorations majeures apportées à l'infrastructure du centre de données Eni Green, les performances du HPC6 ont été multipliées par près de dix, passant de 70 pétaFLOPS à un maximum de 606 pétaFLOPS. Ce système est conçu pour soutenir la recherche sur la décarbonation et l'optimisation de l'efficacité énergétique, contribuant ainsi au développement durable.

HPC6 entreprendra de nombreuses tâches importantes dans des domaines scientifiques et technologiques de pointe tels que la recherche géologique et la dynamique des fluides pour le stockage du CO₂, ainsi que le développement de batteries haute performance, l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement en biocarburants, le développement de matériaux pour les applications biochimiques et la simulation du comportement du plasma dans la fusion magnétiquement liée, soutenant la recherche sur l'énergie de fusion.

Le HPC6 est également équipé d'un système de refroidissement liquide de pointe qui utilise une méthode « directe » pour dissiper 96 % de la chaleur, améliorant ainsi les performances et maximisant les économies d'énergie.

Grâce à son immense puissance de calcul et à ses applications révolutionnaires, HPC6 est non seulement une source de fierté pour l'Europe, mais aussi un grand pas en avant dans le domaine du supercalcul pour l'industrie et les énergies propres.

6. Supercalculateur Fugaku

Lieu : Centre Riken pour les sciences computationnelles, Kobe, Japon

- Rendement : 442 pétaFLOPS (équivalent à 0,44 exaFLOPS)

- Composants : Processeur A64FX

- Début des opérations : juin 2020

Ayant détenu le titre de supercalculateur le plus puissant au monde de juin 2020 à juin 2022, Fugaku reste l'un des systèmes les plus anciens figurant sur la liste des supercalculateurs les plus performants d'aujourd'hui.

Fugaku tire son nom du mont Fuji, volcan emblématique du Japon, situé à environ 100 km de Tokyo. Ce système a remplacé Summit, devenant ainsi le premier à occuper la première place du classement TOP 500 des supercalculateurs les plus puissants au monde.

Au fil des ans, Fugaku a été utilisé pour d'importantes recherches scientifiques. En particulier, pendant la pandémie de COVID-19, les scientifiques ont exploité la puissance de calcul de Fugaku pour simuler la propagation du virus.

Selon Nikkei Asia, ce supercalculateur a permis de démontrer que les masques en tissu non tissé sont plus efficaces pour prévenir la transmission des gouttelettes en suspension dans l'air, contribuant ainsi à l'orientation des politiques de santé.

Actuellement, Fugaku continue d'affirmer son rôle pionnier en étant utilisé pour entraîner des modèles d'IA linguistique à grande échelle au Japon, à l'instar de ChatGPT. Selon Japan News, cela s'inscrit dans la stratégie japonaise de développement de l'IA, visant à créer des modèles d'IA optimisés pour la langue et la culture japonaises.

Bien qu'il n'occupe plus la première place, Fugaku reste l'un des supercalculateurs les plus importants au monde, apportant des contributions significatives à la science, à la médecine et à l'IA.

7. Supercalculateur Alps

- Lieu : Centre national suisse de calcul scientifique, Lugano, Suisse

- Rendement : 270 pétaFLOPS (équivalent à 0,27 exaFLOPS)

- Composants : Processeur Nvidia GH200 Grace Hopper

- Début des opérations : septembre 2024

Inauguré en septembre 2024, le supercalculateur Alps est l'une des machines informatiques les plus puissantes au monde, conçue pour traiter des quantités massives de données pour la science moderne.

Ce système remplace également Piz Daint, l'ancien supercalculateur du Centre suisse de calcul scientifique (CSCS). Alps est ouvert aux chercheurs du monde entier, contribuant ainsi à accélérer la recherche scientifique de pointe.

L'infrastructure des Alpes est conçue avec des capacités d'allocation de ressources flexibles, lui permettant de consacrer une partie de sa puissance de calcul à diverses fins spécialisées.

Bien que le centre principal du système des Alpes soit situé au CSCS, ses activités ne sont pas concentrées sur un seul site. Elles sont réparties entre plusieurs grands centres de recherche, notamment l'École polytechnique fédérale de Lausanne, l'Institut Paul Scherrer (PSI) à Villingen et le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT) à Bologne, en Italie.

Le supercalculateur Alps n'est pas seulement une machine de calcul puissante, mais aussi un centre de recherche scientifique ouvert qui soutient des domaines allant de la météorologie à l'intelligence artificielle. Grâce à son architecture flexible et à son réseau distribué, Alps contribue à façonner l'avenir des sciences et des technologies à l'échelle mondiale.

8. Supercalculateur LUMI

- Emplacement : Centre de données CSC, Kajaani, Finlande

- Rendement : 380 pétaFLOPS (équivalent à 0,38 exaFLOPS)

- Composants : Processeur AMD EPYC 64 cœurs de 3e génération et GPU AMD Instinct MI250X

- Début des opérations : juin 2021

LUMI, situé en Finlande, fut un temps le supercalculateur le plus puissant d'Europe et occupe désormais la huitième place mondiale. Selon des responsables de l'Union européenne (UE), il fonctionne à 100 % grâce à l'énergie hydroélectrique renouvelable, et sa chaleur résiduelle est utilisée pour chauffer les bâtiments environnants. Il a entamé sa phase d'essais en juin 2021 et est pleinement opérationnel depuis février 2023.

LUMI n'est pas seulement un supercalculateur puissant, il est aussi conçu pour servir les chercheurs à travers l'Europe, en favorisant les projets scientifiques collaboratifs à grande échelle.

D'après d'anciens responsables, le système est spécifiquement optimisé pour les charges de travail basées sur l'IA, contribuant à accélérer l'analyse des données et les processus de simulation avancés.

L'une des innovations majeures de LUMI réside dans son rôle de combinaison de la puissance des supercalculateurs et de l'informatique quantique. Plus précisément, LUMI agit comme partenaire de deux systèmes d'informatique quantique finlandais : QAL 9000 et Helmi.

Cette collaboration aide les scientifiques à exploiter le potentiel de l'informatique quantique, même si cette technologie présente encore de nombreuses limitations par rapport à ce qu'elle pourra réaliser à l'avenir.

Les modèles qui combinent l'informatique quantique et les supercalculateurs comme LUMI contribuent à créer un système plus puissant, soutenant la recherche de pointe dans de nombreux domaines tels que la chimie quantique, la simulation des matériaux et l'optimisation de l'IA.

LUMI n'est pas seulement un supercalculateur d'IA avancé, mais aussi un pont entre l'informatique classique et l'informatique quantique, offrant aux chercheurs les outils les plus puissants disponibles aujourd'hui pour explorer de nouveaux horizons en science et technologie.

9. Supercalculateur Leonardo

- Lieu : Centre de données CINECA, Bologne, Italie

- Rendement : 239 pétaFLOPS (équivalent à 0,23 exaFLOPS)

- Composants : Processeur Intel Xeon Platinum 8358 à 32 cœurs et carte graphique Nvidia A100

- Début des opérations : novembre 2022

Leonardo est l'un des supercalculateurs les plus performants d'Europe, participant au programme EuroHPC de l'Union européenne. Ce système est composé de trois modules puissants qui, combinés, forment le deuxième supercalculateur le plus rapide d'Europe, offrant une immense puissance de calcul pour la recherche scientifique et technologique.

Ce supercalculateur est exploité par CINECA, un consortium technologique italien de premier plan qui regroupe des universités prestigieuses, des centres de recherche publics et des agences gouvernementales.

Leonardo n'est pas seulement un supercalculateur puissant, mais aussi un symbole de la collaboration scientifique et technologique en Europe, contribuant à des avancées significatives dans de nombreux domaines.