Les systèmes HPC, ces supercalculateurs conçus pour la recherche et le calcul intensif embarquent aujourd’hui des technologies qui permettent à ces monstres de puissance d’afficher une efficacité énergétique maximale. Des technologies qui bientôt se retrouveront dans les serveurs d’entreprises.

Les systèmes HPC étaient autrefois confinés aux tâches intenses de recherche scientifique telles que l’analyse d’importants volumes de données pour résoudre des défis médicaux, environnementaux ou d’infrastructure.

Toutefois, en raison d’évènements tels que la pandémie et le passage subséquent à des technologies basées sur le cloud comme l’intelligence artificielle (IA) et le machine learning (ML), le calcul haute performance (HPC) – qui utilise des superordinateurs et des fermes de calcul pour résoudre des problèmes avancés – a commencé à faire son entrée dans le monde de l’entreprise.

Tout comme l’informatique dans le cloud a permis aux entreprises de trouver de nouveaux moyens d’interagir avec leurs clients et d’adopter de nouvelle méthode de travail plus flexible, le calcul intensif et les supercalculateurs ouvrent de nouvelles opportunités pour des innovations révolutionnaires grâce à l’accélération du temps de R&D et de développement de produits.

Naturellement, certaines sociétés restent sceptiques quant à l’utilité du HPC dans leur activité et estiment que ces technologies ne seront pas pertinentes pour leurs opérations quotidiennes dans les années à venir. Cependant, à l’instar des infrastructures hyperconvergées et de l’infrastructure de bureau virtuel (VDI), cette technologie apparemment futuriste façonne déjà l’avenir de l’entreprise.

Car, les technologies HPC sont aussi un indicateur des technologies qui s’infiltreront dans l’espace « civil » au fil du temps : typiquement, si des CPUs et GPUs particuliers sont de plus en plus déployés dans le monde du HPC, c’est un bon signe qu’ils seront bientôt utilisés par les entreprises.

Dès lors, prêter attention à ces technologies dès maintenant peut aider votre entreprise à rester à la pointe de l’innovation et à conserver une longueur d’avance sur ses concurrents. Après tout, les utilisateurs de HPC sont en général des précurseurs en quête des technologies les plus récentes et les plus performantes avant que celles-ci ne soient acquises par des entreprises plus prudentes.

Efficacité énergétique

Il est commun de penser qu’« efficacité énergétique » et « supercalculateur » ne sont pas compatibles. En effet, nombre de ces machines nécessitent plus d’un mégawatt d’électricité pour fonctionner, entrainant des coûts annuels en électricité facilement proche des millions de dollars.

Cependant, aujourd’hui, une nouvelle génération de supercalculateurs aide non seulement les organisations à être plus éco-responsables en offrant d’impressionnantes performances par watt mais également à développer la prochaine génération de produits plus économes en carburant et de solutions à même de réduire l’ampleur du changement climatique.

Prenons l’exemple du Frontier, un supercalculateur animé par les processeurs AMD EPYC™ de troisième génération et les accélérateurs AMD Instinct™ qui, combinés, délivrent plus d’1,5 exaflops de puissance de traitement maximale.
Non seulement, ce monstre de performance occupe la première place dans la dernière édition en date de la liste Top500, mais il est également sur le podium de la nouvelle liste Green500, qui mesure l’efficacité énergétique des supercalculateurs.

Alors que le précédent supercalculateur en tête de la Green500, le MN-3 au Japon, délivrait 39,38 gigaflops par watt, Frontier – conçu par HPE pour l’Oak Ridge National Laboratory qui appartient au ministère américain de l’Énergie – atteint quant à lui les 62,68 gigaflops par watt.

Quatre des HPC les plus efficients de la planète et figurant dans le TOP 5 du classement Green500 sont animés par des processeurs AMD Epyc de troisième génération associés aux GPU AMD Instinct MI250X, autrement dit des technologies similaires à celle du Frontier.

C’est notamment le cas du HPC Adastra européen (3ème du classement Green500) du GENCI-CINESI installé en France ou encore du LUMI situé au Centre de technologie de l’information pour la science (CSC) de Kajaani, en Finlande.

Ce qui rend ces machines particulièrement intéressantes, c’est la mémoire cohérente du processeur EPYC de troisième génération optimisée et du GPU MI250X. La prise en charge de la mémoire cohérente CPU-GPU, au sein de laquelle une unique copie des données est traitée par le CPU et le GPU, permet de consommer moins d’énergie pour transcrire les données de la mémoire système, permettant aux supercalculateurs de pointe de fonctionner plus efficacement.

Il s’agit là d’un très bon exemple de technologie novatrice qui, d’ici à quelques années, devrait faire progressivement son apparition sur le marché des serveurs. Non seulement les CPU et les GPU ne gaspilleront plus d’énergie à travailler avec deux ensembles de données, mais cela facilitera également le travail des développeurs de logiciels qui pourront créer un code unique pour les CPUs et les GPUs.

De plus, LUMI est également doté d’une « technologie de refroidissement autonome » innovante, qui permet de réutiliser sa chaleur résiduelle dans le réseau de chauffage urbain de Kajaani. Cette technologie permettrait de réduire l’empreinte carbone annuelle de la ville de 12 400 tonnes.

Le refroidissement des centres de données peut représenter jusqu’à 40 % de leur consommation totale en énergie. Cependant en utilisant des flux d’air naturels pour le refroidissement et en évitant la recirculation de l’air chaud, comme le fait Lumi, les exploitants de centres de données peuvent réduire leur consommation d’énergie et contribuer à diminuer les émissions associées.

Ce que nous pouvons apprendre

Créer une entreprise plus durable est devenu la priorité essentielle des organisations. Aujourd’hui, de plus en plus d’entreprises se fixent des objectifs d’efficacité climatique et/ou énergétique. Pour ces organisations, il y a des leçons à tirer des technologies innovantes utilisées par certains des supercalculateurs les plus rapides au monde, et en particulier ceux développés par AMD.

À titre d’exemple, les recherches effectuées par AMD ont démontré que pour fournir 1200 VMs, il faut dix serveurs à double socket AMD EPYC 7713 contre 15 serveurs à double socket Intel Xeon Platinum 8380, ce qui se traduit par une consommation d’énergie réduite d’environ 32 % et une économie d’environ 70 tonnes métriques d’émissions de gaz à effet de serre. De plus, avec plus de cœurs par socket et par serveur, il est plus facile d’intégrer plus de puissance de traitement dans un serveur à double ou simple socket, ce qui permet ainsi de réduire encore plus le nombre de serveurs et l’empreinte.

AMD est non seulement à la pointe de l’innovation HPC et de l’efficacité énergétique, mais a également des ambitions encore plus grandes pour l’avenir avec pour objectif de multiplier par 30 l’efficacité énergétique des processeurs AMD et des accélérateurs GPU Instinct entre 2020 à 2025, représentant 2,5x l’accélération des tendances du secteur de 2015 à 2020 et une réduction de 97 % de la consommation d’énergie sur cette période.

Les chefs d’entreprise et les responsables informatiques peuvent bénéficier de l’attention portée aux dernières nouvelles du monde des superordinateurs. Les supercalculateurs d’aujourd’hui vont au-delà des hautes performances et de l’évolutivité. Ils ouvrent la voie aux méthodes informatiques et aux charges de travail de nouvelle génération comme l’IA et favorisent une efficacité énergétique élevée pour contribuer à l’environnement.

Bien que le « supercalcul » ne soit peut-être pas la priorité de votre organisation, il est clair que le HPC devient de plus en plus un outil incontournable pour les entreprises modernes qui cherchent à rester en tête sur le marché concurrentiel d’aujourd’hui. De ce fait, les processeurs AMD derrière cette technologie pourraient façonner l’avenir de votre infrastructure informatique.
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Par Roger Benson, Senior Director EMEA, AMD