URL: https://linuxfr.org/news/sortie-du-top-500-de-juin-2011 Title: Sortie du Top 500 de juin 2011 Authors: patrick_g Date: 2011年06月20日T13:55:22+02:00 License: CC By-SA Tags: top500, petaflop et linus_torvalds Score: 45 Le trente‐septième Top 500 des super‐calculateurs mondiaux est sorti aujourd’hui à l’occasion de l’« [_International Supercomputing Conference_](http://www.supercomp.de/isc11/) » qui a lieu à Hambourg en Allemagne. Rappelons que le Top 500 se base sur une soumission **volontaire** (de nombreuses machines puissantes mais _classifiées_ ne participent pas à la course) et sur un comparateur de performances **spécifique** extrêmement parallélisable (le code [Linpack](http://fr.wikipedia.org/wiki/Linpack) qui concerne la résolution de systèmes d’équations linéaires). L’analyse dans la suite de la dépêche. ---- [Le classement Top 500 de juin 2011](http://www.top500.org/lists/2011/06/100) [Les grandes nouveautés de ce classement](http://www.top500.org/lists/2011/06/highlights) [Le classement par système d’exploitation](http://www.top500.org/stats/list/37/osfam) ---- La grande nouvelle de ce classement de juin 2011, c’est le retour du Japon sur le devant de la scène avec la première place du supercalculateur Fujitsu K. Cette machine a obtenu un total très impressionnant de 8,16 [pétaflops](http://fr.wikipedia.org/wiki/Flops) au test Linpack, ce qui est plus de trois fois mieux que son poursuivant immédiat, le supercalculateur Tianhe-1A, qui occupait la tête du classement [en novembre dernier](https://linuxfr.org/news/le-top-500-de-novembre-2010). Le Fujitsu K est original à plus d’un titre, car il utilise des processeurs à [architecture SPARC](http://fr.wikipedia.org/wiki/Sparc) ! Jusqu’à présent, ces derniers ne faisaient pas partie des puces les plus en vue sur le marché des superordinateurs. En fait, on peut même dire que cette architecture était en perte de vitesse dramatique et ne servait plus qu’à faire tourner le parc installé sous Solaris et à servir [quelques marchés de niche](http://fr.wikipedia.org/wiki/LEON). Depuis plusieurs années, c’est la firme Fujitsu qui avait repris le flambeau de Sun/Oracle et qui fournissait les variantes SPARC les plus puissantes (SPARC64 VI Olympus et SPARC64 VII Jupiter). En 2006, l’agence de recherche japonaise [RIKEN](http://en.wikipedia.org/wiki/Riken) a lancé un grand programme technologique de près d’un milliard d’euros dans le domaine des superordinateurs. Le but était de retrouver sa position dominante et de refaire le coup de l’[_Earth Simulator_](http://fr.wikipedia.org/wiki/Earth_Simulator), qui avait dominé tous les classements entre 2001 et 2004. Pour cela, le projet _Kei Soku Keisanki_ a été planifié avec une cible à 10 pétaflops en 2012 et la firme Fujitsu comme contractant principal. _Kei_ signifie 1016, _soku_ peut se traduire par vitesse et _keisanki_, par ordinateur ; on obtient donc « l’ordinateur ayant une vitesse de 10 pétaflops » comme nom de projet. Le _« K Computer »_ (nom plus facile à utiliser) utilise le nœud d’interconnexion 6-D « [_Tofu_](http://www.computer.org/portal/web/csdl/doi/10.1109/MC.2009.370) » (débit de 100 Gio/s entre les nœuds) et les nouveaux processeurs SPARC64 VIII fx _Venus_ en technologie 45 nm qui ont été conçus spécifiquement pour les besoins du calcul haute‐performance (et tournent, bien entendu, sous Linux). Le _Venus_ est une puce octo‐cœur pensée pour offrir un maximum de puissance tout en ayant une consommation la plus réduite possible. Fujitsu a choisi d’ajouter au [jeu d’instructions](http://fr.wikipedia.org/wiki/Jeu_d%27instructions) SPARCv9, une extension nommée HPC-ACE : le nombre de registres est étendu à 192, pour les registres généraux (au lieu de 160), et à 256, pour les flottants (au lieu de 32) ; la puce est dotée de mécanismes matériels de synchronisation mémoire entre les cœurs et de nouvelles instructions [[SIMD]] pour accélérer les calculs les plus communs (voir [ce fichier PDF](http://www.hotchips.org/archives/hc21/3_tues/HC21.25.500.ComputingAccelerators-Epub/HC21.25.51A.Maruyama-Fujitsu-Octo-Core-VIIIfx.pdf)). Si on ajoute les contrôleurs mémoire intégrés et le cache L2 partagé qui est porté à 6 Mio, on obtient au final un beau bébé de 513 mm2 et de 760 millions de transistors. La fréquence annoncée est de 2 GHz, pour une performance en pointe de 128 gigaflops et une consommation étonnamment réduite de 58 W. Le _K Computer_ prévoit d’associer environ 80 000 processeurs SPARC64 VIII fx (pour un total de 640 000 cœurs) avec une mémoire d’un péta‐octet. [Le modèle de programmation](http://www.fujitsu.com/downloads/TC/sc10/programming-on-k-computer.pdf) est particulier, puisque les chercheurs japonais ont misé sur la parallélisation automatique des codes de calcul. La barrière mémoire entre les cœurs du processeur et le cache L2 partagé entre les cœurs permet de faciliter l’utilisation de ce paradigme d’utilisation nommé VISIMPACT (voir les pages 10 et 11 de [ce fichier PDF](http://www.hotchips.org/archives/hc21/3_tues/HC21.25.500.ComputingAccelerators-Epub/HC21.25.51A.Maruyama-Fujitsu-Octo-Core-VIIIfx.pdf)). On peut noter que la construction du _K Computer_ n’est pas terminée, puisque seulement (!) 68 544 processeurs (soient 548 352 cœurs de calcul) ont été utilisés lors du test Linpack du classement Top 500. La consommation totale de la machine est de 9,89 MW ce qui donne une efficacité de 825 mégaflops/W. La voie d’un processeur spécialisé dans le calcul haute‐performance est assez peu empruntée par les industriels qui préfèrent généralement utiliser des puces grand public moins coûteuses (fabriquées par Intel ou AMD). Sur le marché du très haut de gamme, on peut le comparer avec le [POWER7](http://en.wikipedia.org/wiki/POWER7) d’IBM qui atteint une performances en pointe de 256 gigaflops, mais dissipe 200 W. Certes, la puce d’IBM est plus généraliste et franchement surpuissante (Linus Torvalds l’a comparée à [une chauve‐souris échappée de l’enfer](http://www.realworldtech.com/forums/index.cfm?action=detail&id=119982&threadid=119750&roomid=2)), mais sa consommation est plus de trois fois supérieure. Si on compare le _Venus_ avec les processeurs graphiques modernes de type NVidia Fermi, alors on voit que la puce est presque aussi efficace, tout en étant incomparablement plus souple d’utilisation qu’un GPU. On note d’ailleurs un certain scepticisme des spécialistes à l’égard de l’utilité pratique réelle de ces machines hybrides CPU‐GPU, et plusieurs [sessions de la conférence ISC](http://lecture2go.uni-hamburg.de/live/http://somesite.com/) sont consacrées à cette question. Quoi qu’il en soit, il est fort probable que la domination du _K Computer_ sera de courte durée, et que le calculateur [_Blue Waters_](http://en.wikipedia.org/wiki/Blue_Waters) (à base de POWER7) ou bien la machine [_Sequoia_](http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_Sequoia) seront les champions de la prochaine édition. Si l’on regarde la suite du classement, les trois machines suivantes, après le _K Computer_, sont exactement celles qui occupaient le podium de la dernière édition de novembre 2010. On retrouve donc le [_Tianhe-1A_](http://www.top500.org/system/10587) chinois et ses 2,57 pétaflops en pointe, suivi du [_Jaguar_](http://www.top500.org/system/10184) américain et du [_Nebulæ_](http://www.top500.org/system/10484), seconde machine chinoise. En cinquième position, se place le supercalculateur japonais [_Tsubame_](http://www.top500.org/system/10588) avec 1,19 pétaflops. Il est particulièrement frappant de constater que sur les cinq premières machines de la liste, il y en a quatre en Asie et seulement une aux États‐Unis. Sur la liste complète, on passe de 83 machines asiatiques en novembre 2010 à 103 dans la liste de juin 2011 ! Le [TERA-100](http://fr.wikipedia.org/wiki/TERA-100) français du Commissariat à l’énergie atomique (CEA) reste dans le top 10, avec les 1,05 pétaflops qu’il avait obtenu lors de la trente‐sixième édition du TOP 500, mais il passe de la sixième à la neuvième place du classement. On peut aussi remarquer que _Roadrunner_, la toute première machine de l’histoire à briser la barrière du pétaflops, est seulement dixième. _Sic transit gloria mundi_. L’analyse complète de la liste Top 500 montre que la puissance agrégée est maintenant de 58,88 pétaflops, alors qu’elle n’était que de 43,7 pétaflops, il y a six mois, et 32,4 pétaflops, il y a un an. Seulement 19 superordinateurs de la liste utilisent des cartes GPU (seulement 14, si on ne compte pas les puces _Cell_, très particulières). On peut aussi noter que la machine qui est [en dernière position](http://www.top500.org/system/performance/10786) était 262e de la liste, il y a seulement six mois, et que le calculateur le plus efficace est le prototype BlueGene/Q d’IBM avec 2 097 mégaflops/Watt. D’ailleurs, en termes d’efficacité, celle‐ci passe, **en moyenne**, à 248 mégaflops/Watt, alors qu’elle plafonnait à 195 mégaflops/Watt, il y a seulement un an. On pourrait se féliciter de ce gain très substantiel si la consommation brute moyenne des machines n’était pas passée de 397 à 543 kW sur la même période. On voit donc que les gains en efficacité ne sont pas utilisés pour réduire la consommation à vitesse égale, mais au contraire pour empiler toujours plus de processeurs et augmenter vertigineusement la vitesse de calcul. Pour finir, si on s’intéresse à la [répartition par système d’exploitation](http://www.top500.org/stats/list/37/osfam), on constate le premier recul de Linux depuis de longues années. Certes, la perte est modeste puisque l’on passe de 459 machines (91,8 %) à 455 (91 %), mais il faudra regarder attentivement ce point dans les prochains classements pour savoir s’il s’agit d’une tendance ou bien d’un accident statistique. Windows stagne toujours (6 machines, au lieu de 5) et les UNIX traditionnels remontent un peu, en passant de 19 à 23 machines.

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