Superordinateur 70174 31833856 2008-07-23T21:29:46Z Speculos 178738 /* Articles connexes */ {{ébauche|informatique}} [[Image:FSL JET Supercomputer.jpg|thumb|right|250px|Le superordinateur JET]] Un '''superordinateur''' (ou '''supercalculateur''') est un ordinateur conçu pour atteindre les plus hautes performances possibles avec les technologies connues lors de sa conception, en particulier en terme de vitesse de calcul. ==Historique== [[Image:Personable Computer.jpg|thumb|right|CDC 6600 avec sa console]] Les premiers superordinateurs sont apparus dans les [[années 1960]], conçus par [[Seymour Cray]] pour le compte de la société [[Control Data Corporation]] (CDC), premier constructeur mondial de superordinateur jusque dans les [[années 1970]]. [[Cray Inc.|Cray Research]], fondée par Seymour Cray après son départ de CDC, prit alors l'avantage sur CDC et ses autres concurrents jusqu'en 1990. Dans les [[années 1980]], à l'image de ce qui s'était produit sur le marché des miniordinateurs une décennie plus tôt, de nombreuses petites sociétés se sont lancées sur ce marché, mais la plupart ont disparu dans le « crash » du marché des superordinateurs au milieu des [[années 1990]]. De nos jours les superordinateurs sont le plus souvent conçus comme des modèles uniques par des constructeurs informatiques « traditionnels » comme [[International Business Machines Corporation|IBM]] et [[Hewlett-Packard|HP]] qu'ils aient derrière eux une longue tradition en la matière ([[International Business Machines Corporation|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 terme ''superordinateur'' lui-même reste assez vague et évolutif, car les ordinateurs les plus puissants du monde à un moment donné tendent à être égalés puis dépassés par des machines d'utilisation courante. Les premiers superordinateurs CDC étaient de simples ordinateurs mono-[[processeur]]s (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 ont adopté 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 [[Calcul parallèle|parallèles]] a été adoptée, avec l'utilisation dans un même superordinateur de milliers de processeurs. De nos jours certains de ces superordinateurs parallèles utilisent des [[microprocesseur]]s [[Reduced instruction set computer|RISC]] conçus pour des ordinateurs de série, comme les [[PowerPC]] ou les [[PA-RISC]]. D'autres utilisent des processeurs de moindre coût d'apparence extérieure [[Complex instruction set computer|CISC]] microprogrammés en [[Reduced instruction set computer|RISC]] dans la puce ([[Advanced Micro Devices|AMD]], [[Intel Corporation|Intel]]) : le rendement en est un peu moins élevé, mais le canal d'accès à la mémoire - souvent goulet d'étranglement - est bien moins sollicité. ==Utilisation== Les superordinateurs sont utilisés pour toutes les tâches qui nécessitent une très forte puissance de calcul comme les [[Prévision numérique du temps|prévisions météorologiques]], l'étude du [[climat]], la modélisation moléculaire (calcul des structures et propriétés de composés chimiques...), les simulations physiques (simulations aérodynamiques, calculs de résistance des matériaux, simulation d'explosion d'[[Bombe A|arme nucléaire]], étude de la [[fusion nucléaire]]...), la [[cryptanalyse]], etc. Les institutions de recherche civiles et militaires comptent parmi les plus gros utilisateurs de superordinateurs. En France, on trouve ces machines dans les centres nationaux de calculs universitaire tel que l'IDRIS, le [[Centre informatique national de l'enseignement supérieur| CINES]], mais aussi au [[Commissariat à l'énergie atomique|CEA]]. Actuellement (janvier 2006), le plus puissant supercalculateur français est le [[TERA-10]] développé par [[Bull]] et générant 60 [[Floating-point operations per second|teraflops]]. Auparavant, le plus puissant supercalculateur français était l'[[AlphaServer SC45]] 1 GHz appartenant au [[Commissariat à l'énergie atomique|CEA]], est classé 41{{e}} en novembre 2004 (il était 4{{e}} mi-2002) ==Conception== Les superordinateurs tirent leur supériorité sur les ordinateurs conventionnels à la fois de leur architecture, parfois pipeline (exécution d'une instructions identique sur une longue série de données), parfois parallèle (nombre très élevé de processeurs fonctionnant chacun sur une partie du calcul) leur permettant d'exécuter plusieurs tâches simultanément, et de composants rapides. Ils sont presque toujours conçus spécifiquement pour certains types de tâche (le plus souvent les calculs numériques scientifiques : calcul matriciel ou vectoriel) et ne cherchent pas de performance particulière dans les autres domaines. L'architecture mémorielle de leur mémoire est étudiée pour fournir en continu les données à chaque processeur afin d'exploiter au maximum sa puissance de calcul. Les performances mémoire supérieures (meilleurs composants et meilleure architecture) expliquent pour une large part l'avantage des superordinateurs sur les ordinateurs classiques. Leur système d'entrée/sortie est conçu pour fournir une large [[bande passante]], la [[latence]] étant moins importante puisque ce type d'ordinateur n'est pas conçu pour traiter des [[Transaction informatique|transactions]]. Comme pour tout système parallèle, la [[loi d'Amdahl]] s'applique, et les concepteurs de superordinateurs consacrent une partie de leurs efforts à éliminer les parties non parallélisables du logiciel et à développer des améliorations matérielles pour supprimer les goulots d'étranglement restants. ===Principaux obstacles techniques=== *Les superordinateurs produisent une grande quantité de chaleur et doivent être refroidis pour fonctionner normalement. Le refroidissement de ces ordinateurs pose souvent un problème important de [[climatisation]]. *L'information ne peut circuler plus vite que la [[vitesse de la lumière]] entre deux parties de l'ordinateur. Lorsque la taille d'un superordinateur dépasse plusieurs mètres, le temps de latence entre certains composants se compte en dizaines de nanosecondes. Les éléments sont donc disposés pour limiter la longueur des câbles qui relient les composants. Sur le [[Cray Inc.|Cray-1]], par exemple, ils étaient disposés en [[cercle]]. *Ces ordinateurs sont capables de traiter et de communiquer de très importants volumes de données en très peu de temps. La conception doit assurer que ces données puissent être lues, transférées et stockées rapidement. Dans le cas contraire la puissance de calcul des processeurs serait sous-exploitée. == Historique des records == {| class=wikitable ! Date !! Superordinateur !! Constructeur !! Type de processeurs/fréquence !! Nombre !! Puissance réelle (en [[Floating-point operations per second|FLOPS]])!! Emplacement |----- |[[1938]] |[[Zuse 1|Z1]] |[[Konrad Zuse]] | | |1 Flops |chez [[Konrad Zuse]], [[Allemagne]] |- |[[1939]] |[[Zuse 2|Z2]] |[[Konrad Zuse]] | | |5 Flops |chez [[Konrad Zuse]], [[Allemagne]] |----- |[[1941]] |[[Zuse 3|Z3]] |[[Konrad Zuse]] |5,33 Hz | |20 Flops |[[Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt]], [[Allemagne]] |- |[[1942]] |[[Heath Robinson]] |[[Telecommunications Research Establishment|TRE]] | | |200 Flops |[[Bletchley Park]], [[Angleterre]] |----- |[[1943]] |[[Colossus (ordinateur)|Colossus]] Mk I |[[Telecommunications Research Establishment|TRE]] | | |5 kFlops |[[Bletchley Park]], [[Angleterre]] |- |[[1944]] |[[Colossus (ordinateur)|Colossus]] Mk II |[[Telecommunications Research Establishment|TRE]] | | |5 kFlops |[[Bletchley Park]], [[Angleterre]] |----- |[[1946]] |[[ENIAC]] | |100 kHz | |50 kFlops |[[Aberdeen Proving Ground]], [[États-Unis]] |- |[[1956]] |[[TX-0]] | | | |83 kFlops |[[Massachusetts Institute of Technology]], [[États-Unis]] |----- |[[1958]] |[[SAGE(ordinateur)|SAGE]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] | | |400 kFlops |[[United States Air Force]], [[États-Unis]] |- |[[1960]] |[[UNIVAC]] [[LARC]] | | | |500 kFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[1961]] |[[IBM Stretch|IBM 7030]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] | | |1,2 MFlops |[[Laboratoire national de Los Alamos|Los Alamos National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[1964]] |[[CDC 6600]] | | | |3 MFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[1969]] |[[CDC 7600]] | | | |36 MFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[1974]] |[[Star-100]] |[[CDC]] | | |100 MFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[1975]] |[[ILLIAC IV]] |[[Burroughs Corporation|Burroughs]] | | |150 MFlops |[[Ames Research Center]] ([[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]), [[États-Unis]] |- |[[1981]] |[[Cyber-205]] |[[CDC]] | | |400 MFlops |plusieurs endroits dans le monde |----- |[[1983]] |[[X-MP]]4 |[[Cray Inc.|Cray]]/[[Silicon Graphics|SGI]] |[[Cray Inc.|Cray]] Vector X-MP |416 |820 MFlops |plusieurs endroits dans le monde |- |[[1984]] |[[M13]] | | | |2,4 GFlops |[[Scientific Research Institute of Computer Complexes]], [[Union des républiques socialistes soviétiques|URSS]] |----- |[[1985]] |[[Cray Inc.|Cray-2]]/8 | | | |3,9 GFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[1989]] |[[ETA10]]-G/8 | | | |10,3 GFlops |[[Université de l'État de Floride]], [[États-Unis]] |----- |[[1993]] |[[CM-5]] |[[Thinking Machines Corporation]] |[[SPARC]] |1024 |59,7 GFlops |[[Laboratoire national de Los Alamos|Los Alamos National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[1993]] |[[Numerical Wind Tunnel]] |[[Fujitsu]] |[[Fujitsu]] VPP500 |140 |124,5 GFlops |[[National Aerospace Lab]], [[Japon]] |----- |[[1994]] |[[XP/S140]] |[[Intel Corporation|Intel]] |[[Intel Corporation|Intel]] Paragon |3680 |143,4 GFlops |[[Sandia National Labs]], [[États-Unis|É.-U.]] |- |[[1994]] |[[Numerical Wind Tunnel]] |[[Fujitsu]] |[[Fujitsu]] VPP500 |140 |170,4 GFlops |[[National Aerospace Lab]], [[Japon]] |----- |[[1996]] |[[SR2201]] |[[Hitachi]] |[[Hitachi]] SR2201 |1024 |220,4 GFlops |[[Université de Tōkyō|Université de Tokyo]], [[Japon]] |- |[[1996]] |[[CP-PACS]] |[[Hitachi]] |[[Hitachi]] SR2xxx CP-PACS |2048 |368,2 GFlops |[[Center for Computational Physics]], [[Japon]] |----- |[[1997]] |[[ASCI Red]] |[[Intel Corporation|Intel]] |[[Intel Corporation|Intel]] Paragon ASCI-Red |7264 |1,07 TFlops |[[Laboratoires Sandia|Sandia National Laboratories]], [[États-Unis]] |- |[[1997]] |[[ASCI Red]] |[[Intel Corporation|Intel]] |[[Intel Corporation|Intel]] Paragon ASCI-Red |9152 |1,34 TFlops |[[Laboratoires Sandia|Sandia National Laboratories]], [[États-Unis]] |----- |[[1999]] |[[ASCI Red]] |[[Intel Corporation|Intel]] |[[Intel Corporation|Intel]] Paragon ASCI-Red |9472 |2,12 TFlops |[[Laboratoires Sandia|Sandia National Laboratories]], [[États-Unis]] |- |[[1999]] |[[ASCI Red]] |[[Intel Corporation|Intel]] |[[Intel Corporation|Intel]] Paragon ASCI-Red |9632 |2,38 TFlops |[[Laboratoires Sandia|Sandia National Laboratories]], [[États-Unis]] |----- |[[2000]] |[[ASCI White]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] [[IBM POWER]]3 375 MHz |8192 |4,94 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[2001]] |[[ASCI White]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] [[IBM POWER]]3 375 MHz |8192 |7,23 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[2002]] |[[Earth Simulator]] |[[NEC Corporation|NEC]] |[[NEC Corporation|NEC]] SX6 1000 MHz |5120 |35,86 TFlops |[[Yokohama Institute for Earth Sciences]], [[Japon]] |- |[[16 septembre|16/09]]/[[2004]] |[[Blue Gene|Blue Gene/L]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[PowerPC 440]] 700 MHz |16384 |36,01 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[26 octobre|26/10]]/[[2004]] |[[Columbia (superordinateur)|Columbia]] |[[Silicon Graphics|SGI]] |[[Intel Corporation|Intel]] [[Intel Itanium 2|Itanium 2]] 1500 MHz |8192 |42,7 TFlops |[[Ames Research Center]] ([[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]), [[États-Unis]] |- |[[novembre 2004|11/2004]] |[[Columbia (superordinateur)|Columbia]] |[[Silicon Graphics|SGI]] |[[Intel Corporation|Intel]] [[Intel Itanium 2|Itanium 2]] 1500 MHz |10160 |51,87 TFlops |[[Ames Research Center]] ([[National Aeronautics and Space Administration|NASA]]), [[États-Unis]] |----- |[[novembre 2004|11/2004]] |[[Blue Gene|Blue Gene/L]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[PowerPC 440]] 700 MHz |32768 |70,7 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |- |[[24 mars|24/3/]][[2005]] |[[Blue Gene|Blue Gene/L]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[PowerPC 440]] 700 MHz |65536 |135,5 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[27 octobre|27/10/]][[2005]] |[[Blue Gene|Blue Gene/L]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |[[PowerPC 440]] 700 MHz |131072 |280,6 TFlops |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[2007]] |[[Blue Gene/L]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] | | |478.2 TFLOPS |[[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Lawrence Livermore National Laboratory]], [[États-Unis]] |----- |[[2008]] |[[Roadrunner (supercalculateur)|Roadrunner]] |[[International Business Machines Corporation|IBM]] |PowerXCell 8i 3200 MHz |12.960 |1.026 PFLOPS |[[DoE-Los Alamos National Laboratory, New Mexico]], [[États-Unis]] |} == Systèmes d'exploitation pour superordinateurs == * [[Linux]] devient aujourd'hui massivement multiprocesseurs, et est le système équipant la très grande majorité (84.60&nbsp;%) des 500 supercalculateurs les plus puissants de la planète<ref>[http://www.top500.org/stats/list/30/osfam Les supercalculateurs les plus puissants de la planète et leur système d'exploitation] et [http://www.top500.org/stats/28/osfam/ les précédentes statistiques (depuis 1993)] </ref> ; * [[UNIX|Unix]] perd progressivement du terrain face à Linux, mais occupe encore une place de choix sur le marché des supercalculateurs (6.00&nbsp;%) ; * [[Microsoft Windows|Windows]] ne peut gérer qu'au maximum 2 processeurs, sauf dans certaines versions « serveur » spécifiques, lui permettant de gérer selon les versions 4, 8 ou 32 processeurs. Seuls 7 des 500 supercalculateurs les plus puissants de la planète font tourner Windows, soit 1.40&nbsp;% ; * [[Berkeley Software Distribution|BSD]] et [[Mac OS]] sont très peu représentés (0,40&nbsp;% chacun) ; * Les autres ("Mixed") représentent 7.20&nbsp;% ; <!-- Suggestion de présentation des annexes. Aide : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Notes et références --> == Notes et références de l'article == <references/> == Voir aussi == === Articles connexes === * [[TOP500|Projet TOP500]] - les 500 premiers superordinateurs au monde * [[Deep Blue]] * [[Seymour Cray]] === Liens et documents externes === * {{en}} [http://www.top500.org/ Liste des 500 plus puissants superordinateurs] * {{fr}} [http://www.cluster-hpc.com ClusterHPC.com] === Bibliographie === * {{fr}} Georges Karadimas ([[Snecma]]) « Les [[superordinateur]]s dans le secteur aérospatial français », dans ''[[Nouvelle revue Aéronautique et Astronautique]]'', N° 2, juin 1994, {{ISSN|1247-5793}}. [[Catégorie:Superordinateur|*]] [[bg:Суперкомпютър]] [[ca:Supercomputador]] [[cs:Superpočítač]] [[da:Supercomputer]] [[de:Supercomputer]] [[el:Υπερυπολογιστής]] [[en:Supercomputer]] [[es:Supercomputadora]] [[fa:ابررایانه]] [[fi:Supertietokone]] [[he:מחשב-על]] [[hy:Գերհամակարգիչ]] [[id:Superkomputer]] [[it:Supercomputer]] [[ja:スーパーコンピュータ]] [[ka:სუპერკომპიუტერი]] [[ko:슈퍼컴퓨터]] [[lo:ຊຸບເປີຄອມພິວເຕີ]] [[lt:Superkompiuteris]] [[mg:Milina fikajiana lehibe]] [[ms:Superkomputer]] [[nl:Supercomputer]] [[no:Superdatamaskin]] [[pl:Superkomputer]] [[pt:Supercomputador]] [[ro:Supercomputer]] [[ru:Суперкомпьютер]] [[sk:Superpočítač]] [[sl:Superračunalnik]] [[sv:Superdator]] [[tr:Süper bilgisayar]] [[uk:Суперкомп'ютер]] [[vi:Siêu máy tính]] [[zh:超级计算机]] [[zh-yue:超級電腦]]