HPC : IBM et le GENCI partent à l’assaut des 1000 pétaflops

Français et Américains vont travailler main dans la main au développement de logiciels scientifiques capables d’exploiter la puissance des supercalculateurs exaflopiques.

IBM et le GENCI (Grand Équipement National de Calcul Intensif) forgent une alliance visant à la mise au point de logiciels dédiés aux supercalculateurs capables d’atteindre la barrière de l’exaflops de puissance de calcul. Soit près de 30 fois plus de puissance que le plus performant des supercalculateurs aujourd’hui en fonctionnement (le Tianhe-2 chinois).

« Les experts de GENCI et d’organismes de recherche français travailleront avec IBM sur l’évolution des modèles de programmation, considérant des approches de type MPI et OpenMP en premier lieu. Des approches alternatives de modèles de programmation multiprocesseurs à mémoire partagée seront également examinées, compte tenu de changements potentiels qui pourraient être nécessaires dans l’évolution des systèmes vers l’exascale, » explique IBM dans son communiqué.

L’objectif est de préparer les applications scientifiques à des machines toujours plus massives, qui pourront dépasser les 100 pétaflops de puissance de calcul. Le Genci n’a pas encore précisé s’il comptait installer un tel cluster au sein de ses locaux. Actuellement, il héberge trois supercalculateurs dépassant le pétaflops de puissance de calcul : l’Occigen (Bull x86, 1,6 pétaflops) ; le Curie (Bull x86, 1,4 pétaflops) ; le Turing (IBM Power BQC, 1,1 pétaflops).

Des clusters OpenPower

Les efforts menés conjointement par IBM et le GENCI porteront sur des ensembles de machines utilisant des processeurs Power. À ce titre, c’est l’équipe du Power Acceleration and Design Center de Montpellier qui travaillera avec le GENCI (voir « IBM, Nvidia et Mellanox ouvrent un centre OpenPower en France »). Big Blue compte sur les serveurs OpenPower pour proposer des offres quasiment aussi économiques que les clusters à base de serveurs x86, tout en restant dans la lignée de ses supercalculateurs BlueGene motorisés par des puces PowerPC.

Faute de décoller sur le marché des serveurs classiques, les machines OpenPower pourraient rapidement s’imposer comme substitut aux supercalculateurs actuels d’IBM. La firme met en avant la puissance de ses solutions, qui allient des puces Power8 à des GPU Nvidia. Mais également la bande passante accessible, avec la présence d’une importante quantité de mémoire cache de niveau 3 et 4 (respectivement 96 Mo et 128 Mo maximum), le bus ouvert CAPI, des liens directs entre les GPU (Nvidia NVLink) et aussi la présence de Mellanox, qui apporte ses solutions réseau, dont des switches Infiniband à 100 Gb/s.

IBM a fait la démonstration qu’avec des CPU seuls, les machines Power8 s’imposaient assez largement face aux offres x86 (voir l’article « Le Power8 d’IBM surclasse le x86 sur les marchés financiers »). Le nombre de threads par puce (96 threads pour un Power8 à 12 cœurs) et une confortable bande passante (230 Go/s vers la DRAM) permettent à ces solutions de tailler des croupières aux serveurs x86, basés sur une architecture pensée initialement pour le monde desktop. La firme d’Armonk espère donc régner sans partage sur le marché des supercalculateurs à base de CPU. Pour les offres mixtes, mêlant CPU et GPU ou CPU et FPGA, la bataille risque toutefois d’être plus rude.

150 pétaflops en approche

Des serveurs OpenPower – sur base Power9 et assistés de GPU Nvidia – devraient équiper deux supercalculateurs américains de 100 et 150 pétaflops (voir à ce propos l’article « IBM et Nvidia en charge de 2 supercalculateurs de 150 et 100 Pflops »). D’où l’importance de préparer les applications scientifiques à ce déferlement de puissance.

Côté français, rappelons que Bull, aujourd’hui propriété d’Atos, reste en embuscade. Le constructeur fait en effet partie du groupement OpenPower. Le prochain supercalculateur pétaflopique du GENCI sera-t-il signé IBM ou Bull ?