La course mondiale au supercalculateur le plus rapide a pris aujourd'hui un nouveau tournant. En effet, Cray a annoncé avoir remporté un contrat avec le Laboratoire National d'Oak Ridge, qui dépend du Département Américain à l'Énergie, pour mettre au point un système capable de délivrer une puissance de calcul pouvant atteindre les 20 pétaflops, soit 20 X (10 puissance 15) opérations en virgule flottante par seconde. Selon Cray, le coût de ce supercalculateur, dénommé Titan, est estimé à plus de 97 millions de dollars. Il doit être achevé en 2013.

Cray ne partira pas de zéro pour le construire, même s'il s'agit d'une mise à jour majeure de son supercalculateur Jaguar déjà installé à Oak Ridge. Selon le centre américain, Jaguar, qui affiche une puissance de calcul de 2,33 pétaflops, est le superordinateur le plus rapide des États-Unis. Son successeur, Titan, sera construit en associant des processeurs GPU et CPU. Chaque node de calcul du système Jaguar actuel affiche deux processeurs AMD Opteron. Le projet de Titan implique, en partie, la suppression d'un processeur Opteron et son remplacement par un GPU Nvidia, l'autre processeur sera remplacé par des puces Interlagos 16 coeurs. Selon Sumit Gupta, directeur du département Tesla GPU chez Nvidia, le système d'Oak Ridge pourra « largement dépasser les 20 pétaflops», s'il est réalisé sur la base de Jaguar. Le nouveau supercalculateur va concentrer la puissance de 18 000 processeurs graphiques Tesla. « C'est une étape vers un plus grand système à 100 pétaflops. C'est à dire que nous nous rapprochons de l'Exascale, » a déclaré le responsable de Nvidia.

Une utilisation de plus en plus importante des GPU

IBM doit également construire pour le Lawrence Livermore National Laboratory un système délivrant une puissance de calcul de 20 pétaflops appelé Séquoia. Ce dernier, dont le coût n'a pas été divulgué, devrait être prêt en 2012. Ces dernières années, les constructeurs de gros systèmes ont commencé à se tourner vers les processeurs graphiques pour améliorer les performances des supercalculateurs. Ces GPU, parfois appelées co-processeurs, peuvent grandement améliorer les capacités de calcul pour réaliser des simulations. « Dans le domaine du calcul haute performance, les GPU ont été largement étudiées sur le plan expérimental, » a déclaré Steve Conway, analyste spécialisé dans l'informatique haute performance chez IDC. Le système d'Oak Ridge « permet de franchir une étape supplémentaire quant à la pertinence de l'usage de ces processeurs dans les systèmes HPC, » a t-il ajouté.

Titan sera utilisé par les chercheurs du laboratoire d'Oak Ridge pour « pousser un peu plus le réalisme des simulations nucléaires », et « améliorer le pouvoir prédictif des simulations climatiques. » Le supercalculateur sera également utilisé pour développer et comprendre le fonctionnement des « nanomatériaux pour les piles, l'électronique et d'autres applications», a indiqué par ailleurs le laboratoire national américain. La construction de supercalculateurs dépend aussi d'autres facteurs, en particulier le coût, la quantité d'énergie dont ils ont besoin, et la capacité des logiciels à travailler à de telles échelles. Selon Steve Conway, il n'existe aujourd'hui que six applications capables de tourner à un pétaflop ou plus, en raison notamment de la complexité à développer des logiciels sachant tourner sur des milliers de processeurs et de tirer profit du parallélisme.