Préambule

« Un superordinateur, ou supercalculateur, est un ordinateur conçu pour atteindre les plus hautes performances possibles avec les techniques connues lors de sa conception, en particulier en ce qui concerne la vitesse de calcul ».

I- Historique des super calculateurs

Les premiers superordinateurs (ou supercalculateurs) apparaissent dans les années 1960. En 1961, IBM développe l'IBM Stretch ou IBM 7030, dont une unité est exploitée en France en 1963.

L'IBM Stretch ©Morgane Morizur

À cette époque, et jusque dans les années 1970, le plus important constructeur mondial de superordinateurs est la société Control Data Corporation (CDC), avec son concepteur Seymour Cray.

Par la suite, Cray Research, fondée par Seymour Cray après son départ de CDC, prend l’avantage sur ses autres concurrents, jusqu’aux alentours de l'année 1990.

©Morgane Morizur

Dans les années 1980, à l’image de ce qui s’était produit sur le marché des micro-ordinateurs des années 1970, de nombreuses petites sociétés se lancèrent sur ce marché, mais la plupart disparaissent dans le « crash » du marché des superordinateurs, au milieu des années 1990.

Ce que désigne le terme superordinateur varie avec le temps, car les ordinateurs les plus puissants du monde à un moment donné tendent à être égalés, puis dépassés, par des machines d’utilisation courante plusieurs années après. Les premiers superordinateurs CDC étaient de simples ordinateurs mono-processeurs (mais possédant parfois jusqu’à dix processeurs périphériques pour les entrées-sorties) environ dix fois plus rapides que la concurrence.

Dans les années 1970, la plupart des superordinateurs adoptent un processeur vectoriel, qui effectue le décodage d’une instruction une seule fois pour l’appliquer à toute une série d’opérandes.

C’est seulement vers la fin des années 1980 que la technique des systèmes massivement parallèles est adoptée, avec l’utilisation dans un même superordinateur de milliers de processeurs. De nos jours, certains de ces superordinateurs parallèles utilisent des microprocesseurs de type « RISC », conçus pour des ordinateurs de série, comme les PowerPC ou les PA-RISC. D’autres supercalculateurs utilisent des processeurs de moindre coût, de type « CISC », microprogrammés en RISC dans la puce électronique (AMD ou Intel) : le rendement en est un peu moins élevé, mais le canal d’accès à la mémoire — souvent un goulet d’étranglement — est bien moins sollicité.

©Morgane Morizur

Au XXIe siècle, les superordinateurs sont le plus souvent conçus comme des modèles uniques par des constructeurs informatiques « traditionnels » comme International Business Machines (IBM), Hewlett-Packard (HP), ou Bull, qu’ils aient derrière eux une longue tradition en la matière (IBM) ou qu’ils aient racheté dans les années 1990 des entreprises spécialisées, alors en difficulté, pour acquérir de l’expérience dans ce domaine.

Le plus puissant : le SUMMIT d'IBM (06-2018), l'ensemble de 4 608 serveurs pèse 340 tonnes.

Chacun de ses 4 608 serveurs comporte ainsi deux processeurs d'IBM - équipés de 22 coeurs ou unités de calculs distinctes - et six cartes NVidia. Sur le papier, l'ensemble peut atteindre une puissance théorique de 200 pétaFlops.

LEXIQUE :

FLOPS : Nombre d'opérations en virgule flottante par seconde (en anglais : floating-point operations per second) ou FLOPS (ou encore flops ou flop/s) est une unité de mesure de la performance d'un système informatique.

Opérations en virgule flottante : Les opérations en virgule flottante (additions ou multiplications) incluent toutes les opérations qui impliquent des nombres réels. De telles opérations, qui prennent beaucoup plus de temps de calcul que des opérations sur les nombres entiers, se produisent souvent dans certains types d'applications.

Unité de calcul en virgule flottante : (en anglais : floating-point unit, FPU), c’est une partie spécialisée du microprocesseur destinée à effectuer certains types d'opérations.

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