Un superordinateur chinois Exascale de 40 millions de cœurs effectue des simulations quantiques,
il possède près de quatre fois plus de cœurs que le Sunway Taihulight

Depuis plusieurs années, certains membres de la communauté HPC soupçonnent la Chine d'avoir caché au monde ses véritables capacités en matière de supercalculateurs. Ces soupçons auraient été confirmés par la publication, la semaine dernière, d'un article de recherche dans lequel des chercheurs universitaires chinois indiquent que 40 millions de cœurs hétérogènes au sein du supercalculateur Sunway de la Chine ont été affectés à une simulation basée sur l'apprentissage profond.

La réaction de Steve Conway, conseiller principal, HPC Market Dynamics, chez Hyperion Research, reflète un sentiment partagé par de nombreux observateurs du secteur du calcul intensif. « Ce développement ajoute de la crédibilité à l'idée que la Chine pourrait avoir délibérément omis de déclarer les résultats exascale Linpack pour la liste Top500 de novembre 2021 afin d'éviter d'attirer davantage de restrictions du gouvernement américain », déclare Conway.

Le système Sunway TaihuLight a été développé par le National Research Center of Parallel Computer Engineering & Technology (NRCPC) de Chine et installé au National Supercomputing Center de Wuxi, dans la province chinoise du Jiangsu. Selon la dernière liste TOP500 des superordinateurs les plus puissants du monde, Sunway TaihuLight est classé n° 4. avec une performance déclarée de 93 pFLOPS. Cependant, la Chine a signalé ce niveau de débit depuis au moins 2016, lorsqu'elle était classée no. 1 au monde.

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La performance requise pour la simulation quantique basée sur l'apprentissage profond de Sunway n'a pas été signalée. « Nous signalons qu'un protocole de simulation basé sur l'apprentissage profond peut atteindre la solution avec une précision de pointe dans l'espace de Hilbert aussi grand que 21296 pour le système de spin et3144 pour le système de fermion, en utilisant un cadre hybride HPC-AI sur le nouveau superordinateur Sunway », ont déclaré les chercheurs venant d'universités chinoises.

« Avec une grande évolutivité jusqu'à 40 millions de cœurs hétérogènes (sw26010pro), nos applications ont mesuré une efficacité de mise à l'échelle faible de 94 % et une efficacité de mise à l'échelle forte de 72 %. La réalisation de ces travaux ouvre la voie à la simulation de modèles de spin et de fermions sur des réseaux d'une taille sans précédent, avec une précision extrême. »

Alors que beaucoup supposent que la Chine sous-déclare les performances de ses superordinateurs, une autre théorie veut que la Chine soit à la traîne des États-Unis dans la course à l'exascale et qu'elle n'ait pas partagé les performances récentes de ses systèmes pour ne pas être embarrassée. Selon l'interprétation que l'on fait des simulations quantiques à plusieurs corps de Sunway, les deux théories pourraient être soutenues.

HPC en Europe

Dans un communiqué de presse publié le 21 décembre, LightOn, une startup française qui développe des ordinateurs photoniques pour l’Intelligence Artificielle, a annoncé l'intégration d'un de ses coprocesseurs photoniques dans le supercalculateur Jean Zay. En plus d'être l'un des ordinateurs les plus puissants au monde, actuellement classé 105ème au Top500, le supercalculateur français Jean Zay est désormais le premier calculateur haute performance (HPC) à disposer d'un coprocesseur photonique (qui peut fonctionner à la lumière plutôt qu'au courant électrique).

Le coprocesseur photonique LightOn sera disponible pour des utilisateurs sélectionnés de la communauté de recherche Jean Zay au cours des prochains mois. L'OPU (Optical Processing Unit) de LightOn utilise la photonique pour accélérer les algorithmes aléatoires à très grande échelle, tout en permettant aux chercheurs d'accéder à des données de qualité.

L'unité de traitement optique de LightOn est la première puce photonique accélératrice d'IA disponible sur le marché pour les calculs non von Neumann à l'échelle, atteignant 1500 téraOPS. Elle s'appuie sur une combinaison d'optiques en espace libre avec des composants disponibles sur le marché, ainsi qu'une API logicielle permettant une intégration transparente dans des pipelines de traitement basés sur Python. LightOn travail sur une variété de cas d'utilisation et d'architectures de réseaux hybrides, l'OPU étant utilisé en combinaison avec le CPU/GPU.

  • CPU : pour Central processing unit ou unité centrale de traitement, elle est considérée comme le cerveau d'un ordinateur, car elle contrôle et exécute toutes les opérations. Les unités centrales effectuent tous types d'opérations de traitement des données ; sans elles, un ordinateur ne peut fonctionner correctement. Au début du Bitcoin, les CPU étaient très utilisées. Au fur et à mesure que l'exploitation minière devenait plus compétitive, cela n'était plus possible. Cependant, il existe encore aujourd'hui d'autres crytomonnaies qui peuvent être exploitées à l'aide d'une unité centrale, comme Loki et Nimiq ;
  • GPU : pour Graphics processing unit ou unité de traitement graphique, elles sont plus puissantes que les CPU lors de l'exécution de certaines fonctions. Les GPU sont censées être efficaces pour effectuer des grandes quantités de calculs. Cette caractéristique les rend bien adaptés à l'extraction de certaines cryptomonnaies, comme Ethereum. Bien qu'il soit techniquement possible d'extraire Ethereum à l'aide d'un CPU, cette habitude serait fortement déconseillée. Les GPU sont bien plus efficaces pour l'extraction d'Ethereum et d'autres cryptomonnaies telles que Ravencoin et Beam ;
  • les OPU : sont des types de processeurs reposant non pas sur l’électronique mais sur l’optique. Ils sont très prometteurs en termes de performances puisque l’information est véhiculée par la lumière. Nous pourrions dire, de façon réductrice, que l’OPU est aux processeurs traditionnels ce que la fibre optique est au câble électrique.

L’Union européenne a publié le 17 décembre un appel à manifestation d'intérêt pour la sélection d'une entité d'accueil pour un superordinateur haut de gamme. L’UE indique que cet achat « soutiendra le développement et l'adoption de systèmes de supercalculateurs innovants et compétitifs, orientés vers la demande et dirigés par les utilisateurs, sur la base d'une chaîne d'approvisionnement qui garantira des composants, des technologies et des connaissances limitant le risque de perturbations et le développement d'un large éventail d'applications optimisées pour ces systèmes ».

L'entreprise commune européenne pour le calcul à haute performance (EC EuroHPC) a été créée par un règlement de l’UE du Conseil du 13 juillet 2021 et est entrée en vigueur le 8 août 2021. Selon l'article 3 du règlement, l'EC EuroHPC a pour mission de développer, de déployer, d'étendre et de maintenir dans l'Union un écosystème fédéré, sécurisé et hyperconnecté de supercalculateurs, d'informatique quantique. Elle a également pour mission de soutenir le développement et l'adoption de systèmes de supercalculateurs innovants et compétitifs pour la science et la technologie européennes.

« Le système Perlmutter jouera un rôle clé dans l'avancement de la recherche scientifique aux États-Unis et est au premier plan dans un certain nombre de technologies critiquaes, notamment l'informatique avancée, l'intelligence artificielle et la science des données, a déclaré un porte-parole du Lawrence Berkeley National Laboratory. Le système sera également fortement utilisé dans les études sur le climat et l'environnement, les technologies d'énergie propre, les semi-conducteurs et la microélectronique, et la science de l'information quantique ».

Sources : Tsinghua University, Article de recherche

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