Les 10 superordinateurs les plus puissants au monde aujourd'hui.

Les supercalculateurs sont des machines spécialisées capables d'effectuer des calculs beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques. Leur haut niveau de performance permet aux gouvernements et aux organisations de résoudre des problèmes impossibles à résoudre avec des ordinateurs conventionnels.

Image illustrative.

Ils sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment la recherche scientifique, les prévisions météorologiques, l'analyse financière, la simulation physique et l'exploration pétrolière et gazière. Les supercalculateurs aident également les scientifiques à découvrir des matériaux de construction plus durables et à étudier les protéines humaines et les systèmes cellulaires avec une précision extrême.

Dans cet article, nous allons explorer les 10 superordinateurs les plus puissants au monde actuellement.

1. Supercalculateur Fugaku (Japon)

Fugaku est actuellement le supercalculateur le plus puissant au monde. Situé au Centre RIKEN pour les sciences computationnelles à Kobe, au Japon, il a été développé par Fujitsu, entreprise japonaise spécialisée dans la recherche et le développement de semi-conducteurs, d'informatique et de communications. Ce supercalculateur affiche une puissance de calcul théorique maximale de 537 pétaflops, soit 537 quadrillions d'opérations par seconde (un pétaflop est une unité de puissance de calcul équivalente à un quadrillion d'opérations par seconde).

Fugaku est également le premier supercalculateur équipé de processeurs ARM, une nouvelle technologie de microprocesseurs qui utilise des méthodes de traitement plus simples et moins énergivores. Selon le test de performance HPCG, les performances de Fugaku surpassent celles des quatre supercalculateurs les plus puissants suivants au monde, une performance cumulée.

Il s'agit d'une réalisation majeure pour le gouvernement japonais, mais la conception d'un système aussi performant a un coût élevé. Depuis 2014, le gouvernement a investi environ un milliard de dollars dans la recherche et le développement, ainsi que dans le développement d'applications pour ce projet.

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

Il est conçu pour répondre à des problèmes scientifiques et sociaux hautement prioritaires, tels que les prévisions météorologiques, le développement des énergies propres, le développement de médicaments, la médecine de précision et l'exploration des lois de la mécanique quantique.

2. Supercalculateur Summit (États-Unis)

Summit est actuellement le deuxième supercalculateur le plus puissant au monde. Situé au Laboratoire national d'Oak Ridge, dans le Tennessee (États-Unis), il a été développé grâce à une collaboration entre IBM et NVIDIA, multinationale spécialisée dans le développement de processeurs graphiques et de puces pour stations de travail, ordinateurs personnels et appareils mobiles. Sa puissance de calcul atteint 200 pétaflops.

Durant la récente pandémie de Covid-19, le département de l'Énergie des États-Unis a utilisé le supercalculateur Summit pour renforcer ses capacités technologiques dans la recherche de traitements contre la Covid-19. La puissance de ce supercalculateur pourrait 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 scénarios simulés pour déterminer quelles combinaisons de médicaments pourraient empêcher le nouveau coronavirus (SARS-CoV-2) d'attaquer les cellules.

Ce 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 phénomènes météorologiques dangereux à partir de simulations climatiques.

3. Supercalculateur Sierra (États-Unis)

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

Le supercalculateur Sierra offre des performances soutenues six fois supérieures et des performances de charge de travail sept fois supérieures à celles de son prédécesseur, le supercalculateur Sequoia. Il combine deux types de processeurs : le processeur Power 9 d’IBM et le GPU Volta de NVIDIA.

Sierra est spécifiquement conçu pour évaluer les performances des systèmes d'armes nucléaires, pour des applications prédictives dans la gestion des stocks, et pour les programmes de tests de fiabilité et de 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 installé au Centre national de supercalcul de Wuxi, en Chine. Développé par le Centre national chinois de recherche en technologies et ingénierie informatiques, ce supercalculateur affiche une puissance de calcul 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 son unité centrale de traitement (CPU) multicœur SW26010 fabriquée en interne, qui comprend à la fois des éléments de traitement de calcul et de gestion.

Un seul processeur SW26010 offre des performances de pointe supérieures à 3 téraflops grâce à ses 260 éléments de traitement (intégrés dans un seul processeur). Chaque élément de traitement dispose d'une mémoire cache contrôlée par l'utilisateur, réduisant considérablement les goulots d'étranglement liés à la mémoire dans la plupart des applications.

Outre son utilisation pour soutenir la recherche en sciences de la vie et pharmaceutique, TaihuLight a permis de simuler l'univers. Cependant, la Chine ambitionne des réalisations encore plus grandes, ayant déclaré vouloir devenir un leader en intelligence artificielle (IA) d'ici 2030.

5. Supercalculateur Tianhe-2A (Chine)

Tianhe-2A est le cinquième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est installé au Centre national de supercalcul de Guangzhou, en Chine. Développé par l'Université nationale chinoise des technologies de défense, ce supercalculateur affiche une puissance de calcul de 61 pétaflops.

La Chine a investi 2,4 milliards de yuans (environ 390 millions de dollars) dans la construction de ce supercalculateur. Il est actuellement principalement utilisé pour des applications de simulation, l'analyse de questions liées à la sécurité gouvernementale, ainsi que pour la recherche en science et ingénierie des matériaux.

6. Supercalculateur Frontera (États-Unis)

Frontera est actuellement le sixième 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 la société américaine Dell et possède une puissance de calcul de 23,5 pétaflops.

Frontera ouvre de nouvelles perspectives en ingénierie et en recherche en fournissant des ressources informatiques étendues qui permettent aux scientifiques de résoudre facilement un large éventail de défis complexes dans de nombreux domaines.

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

Les supercalculateurs Frontera sont utilisés 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 septième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est installé au Centre national suisse de calcul scientifique (CNCS). Ce supercalculateur a été développé par le constructeur Cray, basé à Seattle, et possède une puissance de calcul 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.

Ce supercalculateur est utilisé pour la recherche dans divers domaines, notamment la science des matériaux et la dynamique des fluides. De plus, il peut traiter et analyser les données issues de certains des projets les plus gourmands en données au monde, comme celles recueillies lors d'expériences menées auprès du plus grand accélérateur de particules au monde, situé en Suisse.

8. Supercalculateur Trinity (États-Unis)

Trinity est actuellement le huitième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est situé au Laboratoire national de Los Alamos, au Nouveau-Mexique (États-Unis). Ce supercalculateur, également développé par le constructeur Cray, possède une puissance de calcul de 20,2 pétaflops.

Le supercalculateur Trinity a été conçu pour fournir une puissance de calcul exceptionnelle à l'Agence nationale américaine de sécurité nucléaire (NNSA). Son objectif est d'améliorer la précision géométrique et physique des codes de simulation des armes nucléaires, tout en garantissant la sûreté, la sécurité et l'efficacité des arsenaux 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 de pontage IA (Japon)

Infrastructure cloud de pontage de l'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. Ce supercalculateur a été développé par Fujitsu, entreprise spécialisée dans la recherche et le développement de semi-conducteurs, d'informatique et de communications, et possède une puissance de calcul de 19,9 pétaflops.

Supercalculateur d'infrastructure cloud reliant l'IAIl est utilisé pour la recherche dans de nombreux domaines différents, notamment l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique.

10. Supercalculateur SuperMUC-NG

SuperMUC-NG est le dixième supercalculateur le plus puissant au monde. Il est installé au Centre de supercalcul Leibniz en Allemagne. Développé par la multinationale Lenovo, il possède une puissance de calcul de 19,5 pétaflops.

Le supercalculateur SuperMUC-NG est au service des scientifiques européens dans un large éventail de domaines, notamment l'analyse génomique, 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 britannique Technavio, le marché mondial des supercalculateurs atteindra 12,5 milliards de dollars entre 2021 et 2025, réalisant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 20 % au cours de la période de prévision.

L'utilisation croissante de technologies de pointe telles que l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et le cloud computing est la principale raison de cette croissance. Le besoin de modèles très complexes pour résoudre des problèmes complexes de physique, de chimie et d'environnement pourrait encore accélérer cette croissance.

De manière générale, avec la complexification croissante des applications dans un avenir proche, la demande en supercalculateurs va donc augmenter. Les organismes gouvernementaux devraient être les principaux utilisateurs finaux et générer les revenus les plus importants.

Phan Van Hoa