IBM, qui donne l’impression d’abandonner les ordinateurs, s’apprête à commercialiser la nouvelle génération des processeurs Power et à construire le plus supercalculateur le plus puissant de la planète

Le marché des supercalculateurs évolue en permanence si l’on en croit le Top500 qui classe les 500 ordinateurs les plus puissants de la planète. Sur le dernier classement publié il y a quelques jours (La Chine devient le leader mondial des supercalculateurs), la performance cumulée des 500 systèmes a augmenté de 25 % en un an et atteint 845 PetaFLOPS. Dans le dernier Top500, le supercalculateur le plus rapide du monde est le Sunway TaihuLight de Chine, fournissant une puissance de 93 PetaFLOPS, soit 93 x 10 ^ 15 opérations en virgule flottante par seconde.

En associant les puces de sa nouvelle génération Power – les Power 9 – les États-Unis prévoient de remplacer Sunway par un nouveau supercalculateur actuellement en construction au Oak Ridge National Laboratory (ORNL) dans le Tennessee. Cet ordinateur, baptisé Summit, atteindra une puissance de 200 PetaFLOPS. Un ordinateur similaire, baptisé lui Sierra, dont la conception est similaire à celle de Summit, est également en cours de construction au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie et vise la puissance de 125 PetaFLOPS. Ils devraient prendre les premières et deuxièmes places du prochain classement Top500 qui sera publié en juin 2018 et représenter – sauf surprise – plus de 30 % de la puissance totale du Top500.



Summit se compose d’environ 4600 nœuds, qui sont essentiellement des serveurs montés en rack. Bien que Summit soit 5 à 10 fois plus puissant que le système qu’il doit remplacer, il aura quatre fois moins de nœuds et consommera moins d’énergie. Environ 15 Mwatts contre 9 pour Titan, soit un rapport performance/puissance consommée trois à six fois plus élevée.

Chaque nœud est constitué d’un serveur HPC spécialisé conçu par IBM. Le nœud contient deux processeurs IBM Power9 et six accélérateurs GPU Tesla V100 SXM2 Nvidia. Il comprend également 512 Go de mémoire vive composée de puces DDR4 et HBM2 (High Bandwidth Memory) ainsi que 1 600 Go de mémoire RAM non volatile qui sert de mémoire tampon capable d’absorber les pics de données qui sont transférés au stockage primaire. Le système est refroidi à l’eau. Summit sera entre 5 et 10 fois plus puissance que le Titan, le supercalculateur qu’il va remplacer. Côté mémoire de masse, Summit devrait comprendre 250 Po de mémoire globale fonctionnant avec le système du fichier GPFS (General Parallel File System) et offre une bande passante globale de 2 500 Tbits/s répartie sur les 4600 nœuds.

La présence des GPU dans le HPC est de plus en plus fréquente. Au total, 102 des 500 systèmes utilisent la technologie accélérateur / coprocesseur, contre 91 il y a six mois. 86 d’entre eux utilisent des GPU Nvidia, 12 utilisent la technologie de coprocesseur Intel Xeon Phi et 5 utilisent des accélérateurs Pezy Computing.

Ce qui est unique dans le système IBM, c’est que chaque processeur Power9 communique directement avec le GPU Nvidia via l’interface numérique NVLink haute vitesse propriétaire de NVIDIA. Cette fonctionnalité intégrée est unique à Power9 et fournit 100 Go / s de débit via NVLink 2.0. L’architecture du système fait un usage intensif de NVLink à la fois pour connecter les GPU au processeur Power9 et les uns aux autres.

Les systèmes Summit et Sierra utiliseront des ordinateurs IBM HPC similaires dotés de deux processeurs Power9. La principale différence est que Sierra n’aura que quatre GPU Tesla V100 par nœud. Cela permet en fait une communication NVLink 2 plus rapide de 150 Go / s entre le CPU et le GPU, ce qui devrait améliorer le débit.

En effet, les processeurs Power9 coordonnent le flux de calcul dans chaque nœud, tandis que les Tesla V100 font le plus gros du travail de calcul. La décision d’IBM d’intégrer les interfaces NVLink 2 sur la puce montre que l’entreprise a compris où les choses se passaient dans l’informatique haute performance. Plutôt que de combattre la tendance à l’utilisation des technologies GPU, IBM a choisi de prendre la même voie que beaucoup de ses concurrents en les adoptant.

Ces deux supercalculateurs américains constituent une très grande opportunité pour Nvidia. Les deux supercalculateurs d’IBM utiliseront ensemble plus de 45 000 GPU V100. Au prix d’environ 8000 dollars par GPU, cela représente plus de 360 ​​millions de dollars de ventes pour le Tesla V100 auprès d’un seul client, le département américain de l’énergie. De son côté, le contrat signé entre IBM et le département américaine de l’énergie serait d’environ 325 millions de dollars.

IBM commence enfin à livrer ses processeurs uniques Power9

Chaque processeur Power9 est un puissant ordinateur à part entière qui contient jusqu’à 24 cœurs de traitement exécutant quatre threads en parallèle, pour un total de 96 threads. Chaque Power9 prend également en charge 48 lignes PCIE 4.0 et huit canaux mémoire.

La famille de processeurs Power d’IBM est basée sur l’architecture PowerPC RISC que la société a développée et vendue pendant un temps sur les Mac d’Apple. Après qu’Apple soit passé à Intel pour Mac, IBM s’est concentré sur le marché des serveurs.

Les clients attendent depuis longtemps Power9, annoncé l’année dernière dans l’espoir que Big Blue commencera à la livrer vers la fin de l’année 2017. Et cela a été fait pour Sierra et Summit, mais IBM n’a pas encore annoncé sa disponibilité générale en volume qui devrait débuter début 2018.

Le Power9 est fabriqué par GlobalFoundries en technologie 14 nm. C’est probablement la puce la plus avancée et la plus puissante que le fondeur va fabriquer.