La course à l’exaflop, le Saint-Graal des informaticiens

Dans le cercle fermé des constructeurs de supercalculateurs, ces ordinateurs ultra puissants capables d'effectuer des millions de milliard d’opérations de calculs par seconde, une poignée de pays se livrent une compétition redoutable. L'enjeu consiste à être le premier à créer une machine capable d’effectuer un milliard de milliard d’opérations par seconde.

S’il y a un niveau de calcul propre à faire rêver les plus doués des mathématiciens, c’est bien l’exaflop. Impossible à concevoir l'échelle humaine, cette puissance de calcul correspond à un ordinateur qui effectuerait un milliard de milliards d’opérations de calculs par seconde. Un chiffre qui a de quoi donner le tournis. À titre de comparaison, la puissance d’un ordinateur grand public est de l’ordre de 25 à 30 milliards d'opérations par seconde.

Pour l’instant, aucune machine au monde n’est capable d’une telle performance, pas même les plus puissants des superordinateurs jamais inventés. Mais dans le monde du calcul à haute performance (HPC), on veut croire à la possibilité de créer une machine si puissante qu’elle serait capable de réaliser une telle quantité de calculs en une seule seconde. Cela donne lieu à ce qu’on appelle la course à l’exaflop. 

En plus de la performance technique, cet enjeu est perçu, sur le plan de la recherche informatique, comme une compétition menée par une poignée de pays et leurs entreprises à travers le monde.

Quatre pays sont en compétition

À ce jour, quatre pays travaillent chacun de leur côté à la mise au point du plus puissant supercalculateur jamais créé dans l’objectif d’atteindre l’exaflop. Il s’agit des Etats-Unis, du Japon, de la Chine et de la France. Tous espèrent réussir cette innovation d’ici à l’horizon 2020-2023.

Aux Etats-Unis, plusieurs entreprises sont capables de construire des superordinateurs. parmi elles figurent SGI, HP Entreprise, Cray, IBM et Dell. Elles sont soutenues au plus haut niveau. Le 29 juillet 2015, le président Barack Obama a ainsi annoncé que son pays allait mettre au point une machine capable d’atteindre l’exaflop.

Pour l’instant, la machine la plus puissante au monde est chinoise, elle a été baptisée Tianhe-2 et mise en service en 2013. Imaginée par une université chinoise et la société Inspur, elle est capable de réaliser 33,86 millions de milliards d’opérations de calculs par seconde. Le deuxième plus puissant supercalculateur au monde est américain, il s’appelle Titan et se trouve au laboratoire national d’Oak Ridge, un département du ministère de l'Energie américain. Fabriqué par Cray, il est capable d’effectuer 17,59 millions de milliards d’opérations de calculs par seconde.

Des investissements qui se chiffrent en milliards de dollars

Atteindre l’exaflop signifie donc multiplier par trente la capacité de la machine la plus performante actuellement. Un exploit qui nécessite d'importants capitaux. Le Département américain de l’Energie estime à 3 milliards de dollars le budget minimum nécessaire pour y parvenir. Dans cette quête, le Japon peut compter sur ses entreprises Fujitsu et Nec, et la France sur Bull, propriété d’Atos depuis 2014, en association avec le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA).

Plus de 100 millions d'euros investis en R&D ont été nécessaire à Atos pour tenter d’être compétitif sur ce marché. Ces sommes extrêmement élevées montrent à quel point les chercheurs de ces pays, qu’ils soient employés dans le privé ou le public, disposent de moyens conséquents pour parvenir à leurs fins.

Une puissance de calcul multipliée par 150 en 8 ans

Aussi, la puissance des machines évolue à vitesse grand V. Entre 2005 et 2013, la puissance du plus gros superordinateur au monde a été multipliée par 150. La vitesse de miniaturisation est telle que les ingénieurs arrivent à loger deux fois plus de composants sur une même surface en l’espace de dix-huit mois. De telles performances laissent espérer aux chercheurs l’atteinte de l’exaflop dans moins de 8 ans.

Pour les Etats en compétition, cette course revêt un enjeu de souveraineté et d’indépendance technologique, et par voie de conséquences celles de leurs plus grands centres de recherches et entreprises. En attendant que l’un d’eux n’atteigne l’exaflop, le supercalculateur Aurora co-conçu par les américains Cray et Intel est prévu pour 2018. Il pourrait supplanter Tianhe-2 en atteignant les 180 pétaflops.

Adeline Raynal