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IBM SuperMuc, le supercalculateur le plus écologiste du monde

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Le centre de calculs de Leipzig (LRZ) en Allemagne va bientôt inaugurer SuperMuc, le dernier né d'IBM. Avec une puissance de 3 pétaflops, c'est le supercalculateur le plus rapide d'Europe. Il économise jusqu'à 40 % d'énergie et permet de diviser par 10 la taille du système grâce à un procédé de refroidissement par eau chaude. Explications.

Avec son système de refroidissement par eau et des processeurs moins énergivores, la consommation électrique est réduite de 40 % par rapport à un supercalculateur par air. SuperMuc est également 10 fois plus compact. Cette technologie avait déjà été testée par IBM dès 2010 sur le prototype Aquasar qui se trouve à l’Institut polytechnique fédéral de Zurich en Suisse. Plus petit, sa puissance est limitée à 6 téraflops. © IBM Research

Après avoir présenté dernièrement Sequoia, le supercalculateur le plus rapide du monde avec ses 16,32 pétaflops, IBM dévoile maintenant SuperMuc. Se hissant à la quatrième place du classement du Top 500 des supercalculateurs les plus rapides du monde, SuperMuc devient le centre de calcul le plus puissant d'Europe. Il est basé en Allemagne au Leibniz Supercomputer Center (LRZ) et va être inauguré dans le courant du mois de juillet.

Le supercalculateur est un assemblage de serveurs IBM System x iDataPlex dx360 M4. Ces derniers cumulent exactement 147.634 cœurs, 324 téraoctets de mémoire vive et 10 pétaoctets pour le stockage. Cet ensemble délivre une puissance de calcul de 3 pétaflops (3 millions de milliards de flops, floating-point operations per second, opérations en virgule flottante par seconde). Selon les estimations d'IBM, cela représente l'équivalent du travail de plus de 110.000 ordinateurs personnels. La firme prend comme autre comparaison 3 milliards de personnes qui devraient réaliser 1 million d'opérations par seconde avec une calculatrice.

Le SuperMuc refroidi à l'eau chaude

Mais surtout, la particularité de SuperMuc, c'est son système de refroidissement. Ainsi, un peu à l'image du liquide de refroidissement d'une voiture qui permet de refroidir le moteur, c'est de l'eau qui élimine la chaleur des cœurs. Autrement dit, au lieu de l'air, IBM utilise en quelque sorte le watercooling, une technique bien connue des hardcore gamers toujours à la pointe pour faire tourner au maximum de leur potentiel leur PC.

Cette vidéo explique le fonctionnement par refroidissement liquide du supercalculateur SuperMuc d'IBM. Les canalisations viennent irriguer directement les cœurs et la mémoire vive en eau chaude, pour maintenir leur température en dessous de 85 °C. © IBM Labs, YouTube

Concrètement, contrairement aux data centers, ce n'est pas de l'eau froide qui vient refroidir les processeurs, mais de l'eau dont la température peut s'élever jusqu'à 35 ou 40 °C lorsqu'elle vient en entrée du système. Il faut dire que la température des processeurs de SuperMuc n'a pas besoin d'être autant diminuée que celle d'un data center. Grâce à un réseau de canalisations, cette eau circule directement dans les cœurs pour maintenir leur température en dessous de 85 °C. À la sortie du réseau, la température de l'eau monte à 60 °C, voire 70 °C. Avant de retourner dans le système, elle sera employée pour chauffer les immeubles du campus de Leibniz en hiver. Au final, l'économie d'énergie réalisée pour le chauffage s'élèverait à 1 million d'euros par an. Et selon IBM, avec un tel système, la consommation d'énergie est réduite de 40 % par rapport aux supercalculateurs refroidis par air. En effet, l'extraction de la chaleur par l'eau est bien plus efficace qu'une ventilation par air. Elle serait même 4.000 fois plus performante.

Bientôt un supercalculateur de la taille d'un ordinateur de bureau ?

Autre atout, avec un refroidissement par eau, la machinerie est plus compacte. Ainsi, SuperMuc est 10 fois plus petit qu'un supercalculateur classique de même puissance. Toutefois, la firme souhaite aller encore plus loin dans l'avenir, puisque dans le communiqué de presse d’IBM, Bruno Michel, directeur de recherche pour IBM, souligne que l'objectif à long terme est de parvenir à ne produire aucune émission. Pour cela, il faudrait réduire par un million de fois la taille de SuperMuc. Le monstre aurait alors la taille d’un simple ordinateur de bureau.

SuperMuc se destine aux travaux scientifiques dans les domaines de la géophysique et notamment la prédiction des tremblements de terre. La puissance de calcul devrait également être employée pour optimiser la réduction de bruit des avions, ou dans le secteur médical pour modéliser la circulation du sang dans un cœur artificiel.

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