Un supercalculateur dans un ordinateur de bureau

Publié par Adrien le 29/07/2007 à 00:48
Source: BE Etats-Unis numéro 85 (6/07/2007) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT
Illustration: Clark School of Engineering - University of Maryland
Le professeur Uzi Vishkin de la Clark School of Engineering de l'Université du Maryland vient de rendre public un prototype de supercalculateur qui pourrait révolutionner l'informatique grand public. Lui et son équipe ont réussi à installer 64 processeurs à 75 MHz fonctionnant en parallèle sur un même circuit imprimé (Le circuit imprimé est un support, généralement une plaque, destiné à regrouper des composants électroniques, afin de réaliser un système plus complexe.) de la taille d'une carte vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un...).

Cette machine est la première architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) qui permette de mettre en oeuvre des algorithmes et modèles PRAM (Parallel Random Access Machine/Model, un modèle mathématique (Un modèle mathématique est une traduction de la réalité pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement, en sens inverse, la traduction des résultats...) de calcul parallèle) pour créer un système de type XMT (eXplicit Multi-Threading, proposé en 1998).


Le "supercalculateur" regroupant 64 processeurs en une unique carte

Les processeurs sont regroupés par groupes de 16 pour former 4 clusters, chaque cluster bénéficiant de 2x8 Ko de mémoire cache (Une mémoire cache ou antémémoire est, en informatique, une mémoire qui enregistre temporairement des copies de données provenant d'une autre source de donnée comme les...), avec 1Go de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) RAM partagée et un fichier ( Un fichier est un endroit où sont rangées des fiches. Cela peut-être un meuble, une pièce, un bâtiment, une base de données informatique. Par exemple : fichier des patients d'un...) de registre unique. 3 FPGA commandent l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...), le MTCU (Master Thread Control Unit) jouant un rôle essentiel. Ce dernier alterne (Les organes d'une plante sont dits alternes lorsqu'ils sont insérés isolément et à des niveaux différents sur une tige ou un rameau.) entre le fonctionnement en série (phase d'allocation des threads aux processeurs) et le fonctionnement en parallèle (phase de calcul). Pour accélérer les traitements, les nombres à virgule flottante ne sont pas aujourd'hui pris en compte dans ce prototype.

Outre la miniaturisation, une des grandes avancées de ce supercalculateur est sa facilité de programmation (La programmation dans le domaine informatique est l'ensemble des activités qui permettent l'écriture des programmes informatiques. C'est une étape importante de la conception de logiciel (voire de matériel, cf. VHDL).). Le langage XMT-C utilisé est une variante du langage C auquel deux commandes ont été ajoutées: Join et Spawn. Ces deux nouvelles instructions agissent directement sur le MTCU pour alterner entre les modes en parallèle et en série. La complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou en sciences...) du code à produire est largement simplifiée par rapport aux supercalculateurs classiques, ce qui ouvre des perspectives nouvelles sur les applications qui peuvent être développées pour ce système. Ce résultat est lui-même l'aboutissement de près de trente ans de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...), le professeur Vishkin étant un des pionniers du calcul parallèle (En informatique, le calcul parallèle consiste en l'exécution simultanée d'une même tâche, partitionnée et adaptée afin de pouvoir être répartie entre plusieurs processeurs en vue de traiter plus...), sur financement NSF et défense dans la période récente.

Pour augmenter la popularité de sa découverte, Vishkin a mis en jeu un prix de 500 dollars qui récompensera la personne qui trouvera un nom à ce supercalculateur d'un nouveau genre. Son équipe prévoit une version améliorée équipée de 1024 processeurs très rapidement.

Des spécialistes, du MIT ou de Microsoft (Microsoft Corporation (NASDAQ : MSFT) est une multinationale américaine de solutions informatiques, fondée par Bill Gates et Paul Allen, dont le revenu annuel a atteint 44,28 milliards de dollars en 2006 et emploie...) par exemple, voient dans ce système un pas important vers la généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de concepts ou d'objets en négligeant les détails de façon à ce qu'ils puissent être considérés de façon...) du calcul parallèle dans les postes informatiques individuels.

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