Les supercalculateurs ARM jouent les gros bras

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Les prochains grands clusters asiatiques, chinois et japonais, miseront sur l’architecture processeur ARM, et non x86, pour atteindre des sommets de puissance.

L’arrivée des puces ARM au sein des supercalculateurs est évoquée depuis plusieurs années déjà. Avec l’émergence des accélérateurs de calcul, le processeur central, en général un Xeon d’Intel, se borne à faire office de chef d’orchestre. Le remplacer par un composant plus économe en énergie a donc du sens. C’est le pari qu’avait fait en son temps Nvidia avec l’architecture processeur Denver.

Toutefois, les processeurs ARM savent aussi montrer leurs muscles. Rappelons qu’ils équipaient à une certaine époque les ordinateurs personnels les plus rapides de la planète, les Archimedes de feu Acorn. La présentation récente du ThunderX2 de Cavium, équipé de 56 cœurs ARM 64 bits cadencés à 2,8 GHz, permet à cette architecture processeur de révéler sa puissance (voir « Cavium dévoile le plus puissant processeur serveur du marché »).

Et c’est bien évidemment sans compter sur les futures offres d’AppliedMicro (X-Gene 3, 32 cœurs à 3 GHz), de Huawei (32 cœurs) ou encore de Qualcomm (24 cœurs) et même de Broadcom (avec une très innovante architecture ARM à quatre threads par cœur).

Chine : 300 pétaflops

Toutefois, certains voient encore plus loin. La Chine, par exemple, boude Intel et prépare une nouvelle offensive avec la puce Phytium Mars. Au menu, 64 cœurs ARM adoptant un design maison optimisé pour le HPC. Fréquence de fonctionnement : 2 GHz. Puissance brute : 512 gigaflops. Bande passante mémoire : 204 Go/s. Le tout est gravé en 28 nm pour une consommation de 120 W.

Ce composant sera l’une des voies choisies pour upgrader le Tianhe-2 de 33,9 pétaflops. Il dispose aujourd’hui de 32.000 cœurs Intel Xeon assistés d’accélérateurs Xeon Phi. Demain, il y sera ajouté 32.000 processeurs ShenWei, les mêmes que ceux employés pour le Sunway TaihuLight de 93 pétaflops, mais aussi 96.000 accélérateurs Phytium. Le Thianhe-2 de nouvelle génération regroupera 3,12 millions de cœurs x86, 8,32 millions de cœurs ShenWei et 6,14 millions de cœurs ARM. La puissance totale sera comprise entre 200 et 300 pétaflops.

Japon : 1000 pétaflops

Autre acteur, le Japon, qui aligne aujourd’hui le K Computer, d’une puissance de 10,5 pétaflops, utilisant des puces SPARC64 signées Fujitsu. La société va elle aussi opter pour l’architecture ARM 64 bits afin de créer ses futurs processeurs HPC de la génération ‘Post-K’.

Le champion des supercalculateurs japonais devrait être livré en 2020 et affichera une puissance de 1000 pétaflops. À cet effet, un cœur ARM optimisé pour le calcul (y compris complexe : trigonométrie, etc.) sera mis au point. Il assurera également des interconnexions rapides. La firme compte employer tout le savoir-faire acquis lors de la création des SPARC64 pour faire de ses processeurs ARM des modèles de performance en mode HPC. La course est donc lancée, mais visiblement plus avec la Chine qu’avec les États-Unis.

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