Supercalcul : Jaguar devient Titan, motorisé par le GK110 de Nvidia

Nvidia et Cray ont annoncé lundi la fin des travaux d'intégration menés autour de Titan, le nouveau supercalculateur du laboratoire national d'Oak Ridge. Composé de près de 19 000 noeuds de calcul associant cartes Tesla K20 et Opteron, il promet une capacité de calcul en pic de l'ordre de 20 pétaflops.

Avec une puissance de calcul susceptible d'atteindre 20 pétaflops (soit vingt millions de milliard d'opérations à la virgule flottante par seconde), Nvidia et Cray ont bon espoir que Titan, le nouveau supercalculateur destiné au Oak Ridge National Laboratory, s'impose dès sa mise en service comme l'un des ordinateurs les plus rapides au monde. Les deux partenaires ont dévoilé lundi les caractéristiques finales de cette machine - composée d'environ 200 armoires - dont ils assurent qu'elle est d'ores et déjà prêt à fonctionner.


Successeur de l'actuel supercalculateur Jaguar, Titan repose sur une série de baies XK7 de Cray, chacune d'entre elles embarquant quatre noeuds de calcul. Chaque noeud associe un processeur Opteron 6274 (lui même doté de 16 coeurs, ou plutôt huit modules à deux coeurs), à une carte Tesla K20 fournie par Nvidia. Ces cartes, destinées exclusivement au calcul, reposent sur le GPU GK110, déclinaison optimisée compute de l'architecture Kepler qui équipe aujourd'hui les cartes graphiques de la famille GeForce.

Chaque noeud dispose de 32 Go de mémoire vive, auxquels s'ajoutent les 6 Go de mémoire que sont censées embarquer les cartes K20 (Nvidia ne communique pas encore les spécifications finales, mais des fuites intervenues au niveau d'un revendeur spécialisé laissaient entendre que les premiers modèles finaux se contentaient finalement de 5 Go de mémoire GDDR5). La machine, au sein de laquelle les interconnexions sont assurées par les modules réseau Gemini de Cray, réunit 18 688 de ces noeuds, ce qui porte à 710 To la quantité de mémoire associée.


La consommation électrique de l'ensemble n'est pas encore communiquée, mais Nvidia assure que le passage à des GPU de classe Kepler permet d'augmenter l'efficacité énergétique de Titan d'un facteur 5 par rapport à Jaguar, qui consommait pour mémoire près de 1,15 mégawatts (MW) en juin dernier pour atteindre 2,63 pétaflops en juin dernier.

Pour Nvidia, 90% des 20 pétaflops que sera capable d'atteindre Titan sont à mettre au crédit de ses GPU. Dans cette configuration hybride CPU + GPU, déjà employée au sein de Jaguar et d'autres supercalculateurs inscrits au Top 500, le CPU travaille en effet essentiellement à l'agencement des opérations et au support, pendant que le GPU, armé de sa capacité de traitement massivement parallèle, exécute le calcul proprement dit.

L'américain, qui depuis plusieurs années déploie d'importants efforts marketing autour du calcul assisté par GPU, fait donc grand cas de ce lancement. « Nous pensons que Titan sera le numéro un des supercalculateurs open science, donc ouverts à la communauté scientifique », promet ainsi Sumit Gupta, manager du programme Tesla chez Nvidia.

Pour savoir si Titan dispose du potentiel nécessaire pour s'afficher comme le numéro un mondial, il faudra attendre le mois de novembre et la parution de la nouvelle édition du Top 500, qui classe les supercalculateurs les plus rapides de la planète en fonction des résultats qu'ils obtiennent sur le benchmark Linpack. L'actuel leader, Blue Gene/Q, repose sur une architecture mise au point par IBM, combinant la bagatelle de 1,5 million de coeurs PowerPC. Il réalise 20,3 pétaflops pour une consommation de l'ordre de 7,89 MW.