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Par Guy Hervier. Le gouvernement japonais a désigné l’institut Rixen de recherche en physique et en chimie et les trois principaux constructeurs nationaux – Hitachi, Nec et Fujitsu – pour concevoir et développer ce qui devrait être, lorsqu’il sera achevé en 2011 – le supercalculateur le plus rapide du monde, avec une puissance espérée de 10 petaflops, soit un million de milliards de Flops. Le budget de ce projet baptisé KEISOKU s’élève à 948 millions de dollars. Pendant plusieurs années, le Japon avait construit et opérait le supercalculateur le plus rapide de la planète : le système Earth Simulator de Nec, qui fut détrôné par IBM en 2004 avec le BlueGene/L crédité de 280 teraflops et installé au fameux Lawrence Livermore National Laboratory.
La nécessaire puissance de calcul
La course à la performance n’est pas une activité gratuite. Elle coûte très cher, le budget alloué par le gouvernement japonais pour ce projet le démontre clairement. Mais elle n’est pas motivée par le prestige, tout simplement parce que, désormais, toutes les activités de recherche nécessitent de plus en plus de puissance de calcul. Le nouveau calculateur – le Nec SX8R - installé récemment par Météo France et cinq fois plus puissant que son prédécesseur, pourra prévoir des orages de manière beaucoup plus localisée. Il sera capable de mettre en œuvre le nouveau modèle AROME à mailles plus fines : 2,5 Km au lieu de 10 Km. Il permettra également de mieux détecter des phénomènes dangereux beaucoup plus fréquents aujourd’hui comme les pluies torrentielles, inondations, pollutions...
Si les Etats-Unis dominent largement dans le domaine des supercalculateurs, avec plus de 300 systèmes installés sur les 500 ordinateurs les plus puissants de la planète (selon le classement Top500), le Japon vient en seconde position à égalité avec le Royaume-Uni et ses 30 systèmes. Le système Earth Simulator était resté numéro Un de ce classement pendant plus de 2 ans avant d’être détrôné par IBM. Il est désormais à la 14e place. Dans le classement actuel, la France possède 12 systèmes du Top500 avec le Tera-10 de Bull installé au CEA qui figure en septième position, avec une puissance de 52 teraflops
Le ministère de l’Education, de la Culture, des Sports et des Sciences (un assemblage plutôt hétéroclite d’activités) ou MEXT a choisi le Rixen, un institut gouvernemental de recherche en physique et en chimie, et les trois principaux constructeurs japonais que sont Hitachi, Nec et Fujitsu pour concevoir le système, sur les aspects matériels et logiciels. Ce projet a été baptisé Keisoku, pour KEI, qui signifie 10 à la puissance 16, et SOKU, vitesse. Il vise à mettre au point un supercalculateur qui devrait atteindre la performance encore assez inconcevable aujourd’hui de 10 petaflops au Linpack, le benchmark utilisé dans ce domaine, soit près de 40 fois plus que le BlueGene/L, le numéro du Top500 actuel. Le sera-t-il vraiment ? C’est assez difficile à dire d’autres, puisque des projets concurrents seront peut-être lancés dans le même temps. Ce futur système devrait voir le jour en 2011 et être installé dans la partie occidentale du Japon, dans la ville de Kobe.
Architectures scalaire et vectorielle
Le budget alloué à ce projet est à la mesure du niveau de performance : 948 millions de dollars. Il comprend le design et la fabrication du système, mais aussi le développement des applications logicielles dans les domaines des nanotechnologies et de la biologie, un réseau à très haut vitesse SuperSINET pour relier tous les supercalculateurs des laboratoires de recherche nationaux et des universités, et enfin la création d'un centre d’excellence pour le calcul à haute performance (matériel et logiciel).
Le supercalculateur Keisoku devrait combiner un système parallèle et un système vectoriel communicant par l’intermédiaire d’un système de fichiers commun. L’architecture de ce supercalculateur devrait être organisée autour de 5000 nœuds, chaque nœud comportant 9 processeurs de 256 cœurs chacun. Elle comprendra aussi un bus d’interconnexion interne propriétaire à très haut débit. Côté stockage, le système ne devrait pas recourir à un stockage externe, mais chaque nœud devrait posséder ses propres disques. Le système Keisoku devrait utiliser des microprocesseurs gravés en technologies 45 nm. Actuellement, les dernières générations de microprocesseurs sont fabriqués en 65 nm.
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