Il fut un temps où la puissance de calcul émanait des superordinateurs colossaux pour se répandre vers les puces dans nos poches. Cependant, au cours des quinze dernières années, l’innovation a pris une direction inattendue. Les GPU, nés du gaming et amplifiés par le calcul accéléré, ont gravi les échelons pour transformer le supercalcul et propulser la révolution de l’IA vers les systèmes scientifiques les plus pointus.
Cette « Grande Bascule » marque un tournant majeur dans l’histoire de l’informatique. L’avènement du calcul accéléré, porté par les GPU, a non seulement redéfini les superordinateurs mais a également ouvert la voie à des avancées scientifiques sans précédent. L’intégration de l’intelligence artificielle a été l’élément catalyseur, permettant des prouesses auparavant inimaginables dans des domaines tels que la modélisation climatique, la découverte de médicaments et la simulation quantique.
JUPITER : L’Emblème d’une Nouvelle Ère
Le superordinateur JUPITER, installé au Forschungszentrum Jülich, est l’incarnation de cette nouvelle ère. Non seulement il est parmi les superordinateurs les plus efficaces, produisant 63,3 gigaflops par watt, mais il est aussi une centrale pour l’IA, offrant 116 exaflops en IA, contre 92 lors de l’ISC High Performance 2025. Cette performance est un témoignage direct de l’impact du calcul accéléré. En 2019, près de 70 % des systèmes de calcul haute performance du TOP100 étaient uniquement basés sur des CPU. Aujourd’hui, ce chiffre est tombé sous les 15 %, avec 88 des systèmes du TOP100 accélérés, dont 80 % sont alimentés par des GPU NVIDIA.
À l’échelle du TOP500, 388 systèmes, soit 78 %, utilisent désormais la technologie NVIDIA, incluant 218 systèmes accélérés par GPU (en hausse de 34 systèmes d’une année sur l’autre) et 362 systèmes connectés par le réseau haute performance NVIDIA. La tendance est claire : le calcul accéléré est devenu la norme. Le développement de ces systèmes a été rendu possible grâce à des avancées majeures dans les interconnexions, comme le prouve l’utilisation de NVIDIA networking [NVIDIA networking] par un nombre croissant de superordinateurs.
La Révolution de l’IA et l’Accélération du Calcul
La véritable révolution réside dans la performance de l’IA. Avec des architectures comme NVIDIA Hopper et Blackwell, et des systèmes comme JUPITER, les chercheurs ont désormais accès à des puissances de calcul en IA sans précédent. Les AI FLOPS sont devenus la nouvelle référence, permettant des percées dans la modélisation climatique, la découverte de médicaments et la simulation quantique. L’architecte des GPU NVIDIA, Jensen Huang, avait anticipé cette évolution dès 2016, prédisant que l’IA remodèlerait les systèmes informatiques les plus puissants du monde.
La plateforme de calcul NVIDIA CUDA-X, construite sur ces GPU, a considérablement étendu les capacités de ces machines. Les superordinateurs peuvent désormais fournir des résultats significatifs en double précision (FP64), en précision mixte (FP32, FP16) et même dans des formats ultra-efficaces comme INT8 et au-delà, ce qui est essentiel pour l’IA moderne. Cette flexibilité a permis aux chercheurs d’optimiser les budgets énergétiques pour exécuter des simulations plus vastes et plus complexes, et d’entraîner des réseaux neuronaux plus profonds, tout en maximisant la performance par watt. L’efficacité énergétique a non seulement rendu l’exascale atteignable, mais elle a aussi rendu l’IA à l’échelle exascale pratique. Pour en savoir plus sur les différentes précisions de calcul, consultez mixed precision.
Implications et Perspectives d’Avenir
Cette transformation ne se limite pas aux benchmarks. Elle concerne la science réelle, avec :
- Des modèles météorologiques et climatiques plus rapides et plus précis.
- Des percées dans la découverte de médicaments et la génomique.
- Des simulations de réacteurs à fusion et de systèmes quantiques.
- De nouvelles frontières dans la recherche axée sur l’IA dans toutes les disciplines.
L’évolution, initialement motivée par l’efficacité énergétique, est devenue un avantage architectural et s’est transformée en une superpuissance scientifique, combinant simulation et IA à une échelle sans précédent. Des systèmes comme JUPITER, avec leur capacité à délivrer 116 AI exaflops, illustrent cette symbiose. Pour comprendre ce qu’est un exaflop, vous pouvez consulter exaflops. La puissance de calcul de ces systèmes est telle qu’elle permet d’explorer des domaines comme la modélisation climatique, la découverte de médicaments et la simulation quantique. Le supercalcul est en train de se transformer, et cette transformation est en grande partie due à l’accélération par les GPU. Pour en savoir plus sur l’un des superordinateurs les plus performants, consultez JUPITER.
Conclusion
La « Grande Bascule » a redéfini le calcul scientifique. Le passage du CPU au GPU a été motivé par la nécessité d’une plus grande efficacité énergétique, mais c’est l’essor de l’IA qui a véritablement transformé le paysage. Les GPU ont non seulement rendu l’exascale possible, mais ils ont également ouvert la voie à des avancées scientifiques sans précédent. L’avenir du calcul est désormais lié à l’IA et au calcul accéléré. La recherche et l’innovation dans ce domaine continueront d’accélérer les progrès dans de nombreux domaines scientifiques.
L’impact de ces avancées se fera sentir bien au-delà du monde de la recherche, transformant l’ensemble du secteur informatique. L’accélération du calcul, autrefois confinée aux superordinateurs, est désormais en train de se généraliser, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’innovation dans tous les secteurs.
