Les processeurs de type basse consommation proposés par des compagnies comme ARM pourraient être massivement utilisés dans les centres de calcul en 2013, et leur association avec des puces graphiques pourrait apporter des améliorations de performances et entrainer d'importantes économies d'énergie, selon les analystes. Les premières expériences autour des processeurs ARM dans des serveurs sont déjà en cours -chez HP notamment- , et les puces graphiques sont déjà utilisées dans certains des supercalculateurs les plus rapides du monde.

L'efficacité énergétique a été un des éléments déterminants pour l'achat de serveurs chez les clients désirant maintenir leurs coûts d'exploitation tout en déployant des applications , selon les analystes. Cette année, on a assisté à un pic dans l'accumulation de clouds et de serveurs haute performance autour du modèle « hyperscale », dans lequel la densité des machines est très élevée pour réduire la consommation d'énergie tout en augmentant la performance globale.

Passer de x86 à ARM pour certains usages

Pour réaliser des économies électriques supplémentaires, les entreprises pourraient envisager d'utiliser à l'avenir des serveurs avec processeurs ARM basse consommation, qui sont aujourd'hui à l'oeuvre dans la plupart des tablettes et smartphones.  «Les clients font des tests avec beaucoup de technologies différentes. Ils essaient de gagner en efficacité», a déclaré Jed Scaramella, directeur de recherche chez IDC. Les entreprises mesurent désormais leur consommation en kilowatt et en mètre carré/euros, et la mesure des performances par watt des serveurs est devenue beaucoup plus précise. La croissance des plates-formes de type cloud computing  contribue à l'augmentation des ventes de serveurs, avec de nombreuses entreprises qui construisent des clouds ​​publics et privés. Beaucoup de serveurs x86 bi-socket ont été achetés pour créer des infrastructures de ce type autour du modèle hyperscale, qui permet à de nouvelles machines d'être raccordées très facilement pour augmenter les performances globales. Les serveurs utilisant cette architecture hyperscale sont généralement utilisés pour des applications analytiques et décisionnelles. «Elles ne sont pas jetables, mais elles sont clairement conçues pour travailler avec des coûts réduits. C'est vraiment une question d'efficience énergétique ... et de souplesse à l'usage », a déclaré M.Scaramella.

Des serveurs denses avec des processeurs ARM pourraient être une alternative à la technologie x86 dans les prochaines années quand les DSI exigeront encore plus de densité et d'économies d'énergie. Les analystes soulignent que l'agrégation de puces ARM basse consommation pourrait fournir une capacité de traitement plus efficace​ sur des plates-formes de type cloud computing  de nuages que les traditionnelles puces serveurs x86 (Intel Xeon  ou AMD Opteron), qui sont plus gourmandes en énergie. Les processeurs ARM sont cependant moins intéressants que les puces x86 pour traiter des tâches gourmandes en ressources comme les ERP (Enterprise Resource Planning).

Des serveurs ARM en cours de tests chez les clients de HP

En 2011, certaines entreprises ont introduit des serveurs expérimentaux reposant sur des processeurs ARM. Hewlett-Packard a ainsi annoncé en novembre dernier une machine utilisant des puces quad-core Calxeda, sur un design ARM, qui consomment 1,5 watt de puissance par puce. De son coté, Nvidia a indiqué le mois dernier qu'un supercalculateur a été construit à Barcelone autour de sa puce Tegra 3, qui repose sur une architecture ARM quad-core. Et pour accélérer les calculs scientifiques et mathématiques, un bloc de trois puces Tegra - soit douze coeurs - est jumelé avec des processeurs graphiques. « Ce qui s'est passé en 2011, c'est que l'on a commencé à voir des feuilles de route et des produits. Les solutions sont devenues « réelles », mais cela ne signifie pas qu'elles vont gagner des parts de marché l'année prochaine [en 2012, NDLR], a déclaré M. Scaramella.

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Une rupture dans l'architecture serveur traditionnelle x86 au profit de celle d'ARM sera étroitement surveillée, mais l'impact ne se fera vraiment sentir qu'en 2013 au plus tôt, a déclaré Dan Olds, analyste principal chez Gabriel Consulting Group. Presque tous les fabricants majeurs de serveurs vont expérimenter des machines avec des processeurs ARM, a poursuivi M. Olds. « Si c'est suffisamment réel pour que HP lui donne le feu vert, cela signifie que le marché existe », a déclaré l'analyste. « Cela va dépendre de la feuille de route 64 bits d'ARM. »

Il manque encore les instructions 64 bits

Les processeurs ARM actuels ne supportent que l'adressage 32 bits et ne possèdent que des fonctionnalités très limitées pour la correction d'erreurs. Avec les instructions 64 bits, les ordinateurs peuvent utiliser une plus grande quantité de stockage et de mémoire, ce qui est bénéfique pour les applications intensives. Fin octobre 2011, ARM avait présenté sa première architecture microprocesseur 64 bits, l'ARMv8, destinée aux marchés des systèmes embarqués et des serveurs.



L'idée du couplage CPU ARM et GPU est également fascinante, selon M. Olds. Les circuits graphiques sont utilisés sur certains des supercalculateurs les plus rapides au monde, et sont capables d'offrir des performances bien supérieures à celles des processeurs traditionnels pour exécuter certaines applications. « Une telle combinaison serait un moyen d'offrir une densité beaucoup plus élevée, avec un coût au watt moindre », a poursuivi l'analyste.

La transition x86 vers ARM risque de prendre du longtemps

Les processeurs graphiques s'infiltrent progressivement dans les supercalculateurs et sont de plus en plus utilisés pour le calcul haute performance dans l'énergie, les produits pharmaceutiques, les services financiers, les médias et d'autres industries, selon M. Olds.
Mais les analystes conviennent que le passage de l'architecture x86 à celle d'ARM reste encore un défi en raison des problèmes matériels et logiciels. Les clients sont déjà en train de réfléchir aux différentes options d'achat avec les matériels disponibles, pour optimiser la charge de travail de leurs systèmes en regroupant serveurs, stockage, réseaux et logiciels. Si la plate-forme ARM offre certains avantages, elle reste un élément perturbateur et son adoption prendra du temps. « C'est un long voyage, il ne se déroulera pas une seule nuit », a ajouté M. Scaramella d'IDC.

Gerry McCartney, DSI de l'Université de Purdue dans l'Indiana, se fait l'écho de cette assertion, en indiquant que son université a beaucoup investi dans son infrastructure informatique actuelle. Elle s'appuie largement sur des serveurs x86, et une grande partie du code utilisé par les chercheurs est écrit pour le jeu d'instructions x86. «Les chercheurs ne veulent pas changer de logiciels », a déclaré M. McCartney. Il faudra plusieurs années d'efforts pour passer de l'architecture x86 à une autre et beaucoup ne voudraient pas aller vers cette nouvelle architecture. Notre université ne va probablement pas s'éloigner des puces x86, car les serveurs d'Intel sont de plus en plus économes en énergie, a déclaré M. McCartney. 

À titre d'exemple, le supercalculateur Purdue Carter, qui se classe 54e au monde Top 500, offre plus de performances par watt que les quatre autres supercalculateurs, également sur base Intel, achetés au cours des quatre dernières années. «Je ne pouvais pas me débarrasser des quatre machines précédentes, et j'utilise aujourd'hui un quart de l'énergie qu'elles consommaient auparavant », a déclaré M. McCartney. Le ratio de performance/consommation des puces Intel s'améliore avec chaque nouveau composant, selon lui. "Il y a eu quelques améliorations modestes dans l'encombrement, et nous sommes satisfaits en termes de consommation électrique », a déclaré McCartney.