Hydra (ordinateur d'échecs)

Hydra est un superordinateur dédié au jeu d'échecs utilisant la force brute. Cette entité regroupe sous sa dénomination à la fois la partie matérielle et logicielle. Elle a été conçue par l'équipe composée du D Christian « Chrilly » Donninger, d'Ulf Lorenz, du grand maître international Christopher Lutz et de Muhammad Nasir Ali. L'objectif du projet est de dominer le monde des ordinateurs d'échecs et d'obtenir une victoire probante contre les humains.

Hydra est un bond en avant potentiellement significatif dans la course à la puissance des ordinateurs d'échecs. Depuis juillet 2005, Hydra est probablement l'entité la plus forte à ce jeu en confrontation temps réel. Lorenz évalue son niveau Elo FIDE à plus de 3 000 et, bien qu'Hydra n'ait joué qu'une trentaine de parties à fin 2005, un niveau Elo potentiellement supérieur à 2 900 est corroboré par ses résultats contre Michael Adams et Shredder 8, le champion du monde des logiciels d'échecs. Jusqu'alors les meilleurs logiciels d'échecs restaient à portée de l'élite mondiale des joueurs. Hydra semble avoir repoussé les limites en se situant au-delà des capacités des meilleurs grands maîtres qu'elle a rencontré lors de confrontations temps-réel, sans aide extérieure.

À l'origine le projet Hydra devait se décomposer en quatre versions : Orthus, Chimera, Scylla et la version finale de Hydra - la plus puissante de toutes. La version originale de Hydra s'est appuyée sur un précédent projet, Brutus, et fonctionne de manière similaire à Deep Blue : utilisation massive de processeurs dédiés (dans ce cas implémentés comme des circuits logiques programmables). Hydra est, quant à elle, composée de plusieurs ordinateurs, chacun avec son propre circuit logique programmable se comportant comme un coprocesseur dédié aux échecs. Ces coprocesseurs permettent à Hydra de rechercher un nombre énorme de positions par seconde, rendant chaque processeur plus de dix fois plus rapide que les ordinateurs classiques.

Hydra est un ensemble de processeurs mis en grappe, interconnectés via fibre optique (Myrinet 2000 Fiber 8-port) et auxquels sont adjoints des circuits logiques programmables, tenant le rôle de coprocesseurs dédiés au jeu d'échecs. Le tout a accès à une grosse quantité de mémoire vive.

Hydra-Chimera dispose de 16 processeurs Intel Xeon 3.06 GHz et d'un total de 32 Go de mémoire vive. Les circuits logiques programmables dédiés sont des ADM-XRC/1000-6/4.

En 2005 Hydra-Scylla, plus puissante que Hydra-Chimera, fonctionne sur un cluster de 32 processeurs Intel Xeon cadencés à 3,6 GHz; en théorie 64 Go de mémoire vive pourrait être disponible mais des contraintes logicielles l'empêchent à ce jour et 32 Go sont exploités. Les circuits logiques programmables dédiés à ces ordinateurs sont des ADM-XP with XC2VP70-5 8MB SRAM & 128MB DRAM.

200 millions de positions par seconde sont évaluées, approximativement comme l'ancêtre Deep Blue, mais avec une puissance globale démultipliée. Alors que les circuits logiques programmables FPGA ont des performance moindres que les circuits intégrés ASIC, la loi de Moore permet aux FPGA modernes de fonctionner aussi vite que les anciens ASIC utilisés pour Deep Blue. Le moteur est capable en moyenne d'évaluer jusqu'à 18 demi-coups (9 coups de chaque joueur) à l'avance, donc plus loin que Deep Blue, qui était limité à 12 demi-coups en moyenne. Hydra utilise des méthodes de recherche comme l'algorithme d'élagage alpha-beta, ainsi que l'optimisation heuristique à mouvement nul, technique mise en lumière par Donninger en septembre 1993 dans un article. Le gain de performances par rapport à Deep Blue se situe probablement dans l'utilisation de ces méthodes d'élagage plus modernes qui, bien que moins parfaites, permettent de mieux jouer grâce à l'augmentation de la profondeur d'analyse du moteur.

L'ordinateur Hydra est physiquement situé à Abou Dabi, dans les Émirats arabes unis, et joue généralement au travers d'un réseau informatique.

En juillet 2002 Brutus a fini 3 des Championnats du monde des logiciels d'échecs à Maastricht, aux Pays-Bas. Il a annulé deux parties et perdu une, totalisant un score de 7,0 sur 9. La défaite, contre le logiciel Junior, renfermait un sacrifice de tour avec une compensation à très long terme que la puissance additionnelle de Brutus ne pouvait aider à prendre en compte. Junior remporte ce tournoi.

En novembre 2003 Brutus a fini 4 aux Championnats du monde des logiciels d'échecs à Graz, en Autriche. Il a perdu deux rencontres et annulé une, totalisant un score de 8,5 sur 11. Ce résultat décevant a laissé l'équipe sans sponsor et c'est le groupe PAL qui permit de continuer le projet.

En août 2004 Hydra a fini 2 du Tournoi CSVN international à Leiden, aux Pays-Bas. Une défaite et trois parties nulles ont permis de totaliser 6,5 points sur 9, soit 1,5 points derrière le vainqueur Shredder. La défaite, considérée comme anormale à cause d'une mauvaise ouverture, a conduit à l'embauche du GM Christopher Lutz pour écrire un nouveau livre d'ouvertures.

En août 2004 au 14 Festival international des échecs d'Abhu Dhabi, Hydra a joué un match en 8 parties contre le logiciel Shredder 8, multiple champion du monde. Fonctionnant sur « seulement » 16 nœuds, Hydra a battu Shredder par 5,5 points à 2,5, remportant trois parties et annulant les autres. Dans un match informel lors du même tournoi, Hydra a battu le GM Evgeny Vladimirov du Kazakhstan sur un score de 3,5 à 0,5.

En octobre 2004, dans une rencontre homme-machine, Hydra a battu le champion du monde FIDE en titre, le russe Ruslan Ponomariov dans leurs deux rencontres. Ponomariov avait alors un niveau ELO de 2710.

En février 2005, Hydra a remporté le 14 tournoi IPCCC (International Paderborn Computer Chess Championships). Son score de 8 sur 9 (sept victoires, deux nulles) lui a permis de prendre le meilleur une fois de plus contre Shredder.

En juin 2005 Hydra montrait ses limites au PAL/CSS Freestyle Chess Tournament, un tournoi en ligne où les joueurs sont autorisés à exploiter toutes les ressources à leur disposition, incluant les logiciels d'échecs, les bases de données aussi bien que des grands maîtres. Deux versions d'Hydra ont participé et aucune ne s'est qualifié pour les quart de finales. Hydra-Chimera ( sans intervention humaine ) a totalisé 3,5 points sur 8 et Hydra-Scylla (avec intervention humaine) 4 sur 8.

Entre le 21 juin 2005 et le 27 juin 2005, Hydra a joué un match en six parties contre Michael Adams, le numéro 1 britannique et le numéro 7 au niveau mondial. Le prix était de 150 000 dollars décomposé par partie : une victoire permet de remporter 25 000 dollars, une nulle 10 000 dollars et une défaite rien. Hydra a battu Adams par 5,5 points à 0,5; Adams a perdu toutes les parties sauf la 2 où il a réussi à annuler. La version d'Hydra utilisée - Scylla - fonctionnait avec 32 processeurs au lieu de 64 possibles.

Du 20 au 23 novembre 2005, Hydra a joué quatre parties à Bilbao en Espagne contre trois ex-champions du monde, dans le cadre d'une rencontre hommes-machines. Hydra a remporté une victoire contre Rustam Qosimjonov, fait nulle contre Alexander Khalifman, puis remporté une autre victoire contre Ruslan Ponomariov et finalement obtenu une nulle contre Rustam Qosimjonov. Les machines, représentées par Junior et Fritz en plus d'Hydra, ont nettement remporté le match 8 points à 4.

Hydra reste invaincue contre un humain non assisté en rencontre temps-réel. Mais Hydra a été battue par des joueurs disposant d'accès à leurs ressources logicielles; par exemple le grand maître international d'échecs par correspondance Arno Nickel a battu Hydra dans un match en deux parties qui a duré 6 mois. Nickel a joué contre la version Chimera de Hydra et a remporté les deux parties. Une troisième partie les a opposés et Hydra a, cette fois, obtenu la nulle.