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Numéro spécial HPC


Nom de code Fermi




Francis LAPIQUE


Lors de la conférence sur les GPU (Graphics Processing Unit) qui vient de se tenir en Californie, la nouvelle génération de processeur CUDA (dont le nom de code est Fermi) a été annoncée, elle est déjà adoptée par des grandes institutions scientifiques.



San Jose, CA, le 30 septembre 2009

Il est 13h00, les 1’400 participants à la GPU Technology Conference de NVIDIA, première du genre, ne peuvent s’installer dans l’immense Regency Ballroom de l’hôtel Fairmont ; nous nous éparpillons dans des salles annexes pour suivre l’Opening Keynote de Jen-Hsun Huang, CEO et Co-Founder de NVIDIA. Une série de vidéos rappelle tout le chemin parcouru depuis 1993, le tournant CUDA en 2007 et le rôle de plus en plus important que les GPU jouent et vont jouer dans nos sociétés.

Pour illustrer son propos, un premier exemple dans le domaine du Web. Le monde de la vidéo sur le réseau est, à environ 90%, un monde Flash. Adobe vient d’annoncer une version optimisée de son client sur la carte Nvidia ION pour rendre l’affichage de ces vidéos plus fluide. Un autre exemple dans le domaine de la santé ; les GPU offrent des traitements d’images plus rapides pour déceler des tumeurs précoces.

Pour ce qui concerne le domaine de la simulation numérique, la position de NVIDIA est la suivante : la machine ExaFLOPS que l’on attend pour la fin de la décennie prochaine doit aller au-delà d’une simple architecture CPU et doit se tourner vers une architecture de type co-processeur, CPU-GPU. La machine Jaguar de Cray Inc. du Laboratoire National d’Oak Ridge avec ses 1.105 TéraFLOPS pour 6.5 MW indique que le mur FLOPS/W n’est pas loin. Une machine ExaFLOPS consommant plusieurs dizaines de MégaWatts n’a pas d’existence économique puisqu’aucun client ne pourrait en supporter les frais d’exploitation.

Le message a l’avantage d’être clair. NVIDIA a préparé sa réponse en montrant à bout de bras ce 30 septembre 2009 la nouvelle génération.

CUDA, nom de code Fermi, qui selon les propres paroles de NVIDIA est « the most advanced GPU computing architecture ever built. With over three billion transistors and featuring up to 512 CUDA cores, Fermi delivers supercomputing features and performance at 1/10th the cost and 1/20th the power of traditional CPU-only servers ».

Fermi en comblant les points faibles de ses prédécesseurs devient une option crédible. Les points faibles auxquels Fermi apporte une réponse sont : mémoire ECC pour la prise en compte d’erreurs et égalité de traitement simple/double précision en termes de performance.

Deuxième annonce en cet après-midi du 30 septembre : Jeff Nichols, director of the National Center for Computational Sciences and the National Leadership Computing Facility at Oak Ridge National Laboratory -ORNL, indique que Fermi sera la première architecture co-processeur déployée par Oak Ridge pour des travaux scientifiques et qu’elle permettra de résoudre d’énormes défis scientifiques ... Grâce à la technologie NVIDIA, Oak Ridge propose de créer une plate-forme informatique qui donnera naissance à l’informatique exascale dans les dix années à venir.

L’ORNL a également annoncé la création du Consortium Hybrid Multicore. Les objectifs de ce consortium sont de collaborer avec les développeurs des principaux codes scientifiques pour que ces applications puissent tourner sur la nouvelle génération de supercalculateurs utilisant les GPU. D’un seul coup, la situation et les rapports de force deviennent plus clairs  !
Le lendemain, nous avions un keynote de Hanspeter Pfister, Director of Visual Computing, Initiative in Innovative Computing, Harvard University, sur le traitement de données expérimentales et leur réduction en terme de quantité d’information par GPU. Trois projets nous ont été présentés :

  • un premier dans le domaine de l’astrophysique avec l’installation dans le désert australien d’un système de traitement de données ne disposant en tout et pour tout que d’un générateur de 20KW ;
  • un autre dans le domaine des neurosciences avec la reconstruction tridimensionnelle d’axones de rat à partir de tranches hyperfines. La quantité d’information au départ dans ces quelques microns3 de matière est de l’ordre de grandeur de tout l’espace facebook actuel et il faut la réduire aux coordonnées spatiales d’une centaine d’axones ;
  • et un troisième dans le domaine de l’hémodynamique qui aborde la prévention d’attaques cardiaques sur la base d’une simulation réaliste du flot sanguin sur la base d’images médicales du système artériel cardiaque. Parmi les noms mentionnés dans cette dernière étude, on retrouve le nom du professeur Efthimios Kaxiras qui a rejoint l’EPFL cet automne (voir son article Parallel Multi-Scale Hemodynamics dans ce journal).

Vous trouverez le site de la conférence à l’adresse : www.nvidia.com/gtc ainsi que d’autres informations sur le projet FERMI à l’adresse : www.nvidia.com/fermi.



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