La semaine dernière, le Riken Advanced Institute for Computational Science a rendu public le programme exascale sur lequel le Japon allait s'engager, précisant « qu'il prévoyait d'achever ses travaux de développement du supercalculateur exascale en 2020 ». Kimihiko Hirao, le directeur de l'institut Riken, a ainsi déclaré que l'institut allait « consacrer toute son énergie à ce projet ». Ajoutant qu'un système exascale allait « fortement stimuler la science, la technologie, et l'industrie ». L'institut basé à Kobe, Japon, abrite déjà le plus grand calculateur du pays.

Les États-Unis, quant à eux, visent le « début des années 2020 » pour faire aboutir leur système exascale, comme l'a déclaré au mois de novembre un responsable du Département de l'Énergie lors d'une présentation. Cette annonce coïncidait avec la conférence annuelle SC13 (17-22 novembre 2013) consacrée au calcul intensif. Au mois de décembre, le Congrès américain a approuvé le projet de loi de finances 2014 du budget de la défense lequel fait état du développement d'un système exascale dans un délai de 10 ans, soit d'ici 2024. Un précédent projet de loi du Sénat concernant le financement de la défense prévoyait un « plan à 20 ans ». Quant aux Européens qui travaillent sur un système exascale à base d'ARM, ils ont fixé leur objectif de livraison à 2020. Mais, cet objectif n'est pas gravé dans le marbre au même titre que l'engagement pris par le Japon. Enfin, en ce qui concerne la Chine, qui exploite actuellement le supercalculateur le plus rapide du monde selon le classement Top 500, on pense qu'elle pourrait viser les années 2018-2020 pour sortir son système exascale. Mais aucune annonce officielle n'a encore été faite à ce sujet.

La consommation énergétique explose avec la puissance de calcul

Un système exascale sera capable de traiter un trillion (10 puissance 18), ou encore un million de billions d'opérations à virgule flottante par seconde. Il est environ 1000 fois plus rapide qu'un système pétaflopique. Comparativement, les systèmes les plus rapides actuellement en fonction atteignent à peine les 50 pétaflops soit 50 millions de milliards de flops (50 x 10 puissance 15). Le développement exascale est devenu une course entre les pays, mais personne n'a encore défini les règles qui attribueront la victoire au vainqueur. Aujourd'hui, les superordinateurs les plus rapides sont identifiés en fonction de leur classement au Top 500. Mais si un pays déploie un système exascale consommant 100 Mégawatts, et qu'un autre pays déploie deux ans plus tard un système consommant deux tiers d'énergie en moins, lequel faudra-t-il désigner comme gagnant ? Aujourd'hui, le fonctionnement d'un système de 1 mégawatt coûte environ 1 million de dollars par an, et les supercalculateurs actuels atteignent déjà plus ou moins les 10 mégawatts.

Il reste de nombreux défis techniques à surmonter pour réduire ces besoins en énergie. Par exemple, la mémoire est un enjeu majeur pour les développeurs de systèmes exaflopiques. La mémoire DRAM est trop lente et trop coûteuse pour l'exascale, mais les scientifiques ne savent pas encore avec certitude quel type de mémoire pourra la remplacer. La course à l'exascale a mis en branle une autre compétition technologique : celle de l'informatique quantique. Le mois dernier, la Grande-Bretagne a annoncé qu'elle investirait 444 millions de dollars dans l'informatique quantique au cours des cinq prochaines années. Cet argent doit permettre de financer un réseau de centres de calcul quantiques.