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L’UE développe son propre processeur pour atteindre l’Exascale

Le projet public EPI d’une puce ARM européenne pour supercalculateurs se concrétise au sein d’une entité commerciale SiPearl, avec l’enjeu de lancer une première génération reliée à des GPU dès 2021.

La salon du supercalcul ISC19 qui se tient ces jours-ci à Francfort a permis d’en savoir un peu plus sur la European Processor Initiative (EPI), l’une des stratégies européennes pour développer sur le continent des machines Exascale.

Chapeauté par la Commission Européenne depuis la fin de l’année dernière, ce programme ICT-42-2017 vise à développer rapidement un processeur ARM capable de s’interfacer avec des GPU. L’enjeu est de s’en servir pour construire des machines plus efficaces énergétiquement mais qui bénéficient des mêmes accélérations vectorielles que les actuelles configurations du Top 500.

Cette stratégie résonne en particulier avec l’annonce récente de NVidia d’adapter les bibliothèques Cuda de ses GPU aux serveurs ARM, d’ici à la fin de l’année.

Si le projet EPI respecte son planning, il devrait y avoir en 2021 un premier processeur ARM, dit « Rhea », capable de communiquer avec des GPU en adressant directement leur mémoire. Un dispositif similaire dans l’architecture OpenPower du dernier supercalculateur Pangea III de Total permet aux CPU Power9 d’IBM et aux GPU Volta 100 de NVidia de communiquer à 150 Go/s, alors que les serveurs x86 sont limités à 32 Go/s. 

Une seconde génération, « Cronos », prévue pour 2023, doit être assez performante et interconnectable pour construire des supercalculateurs capables d’exécuter des millions de milliards de calculs à la seconde, dits Exascale.

Le programme EPI est en cours d’incorporation au sein d’une nouvelle entreprise, SiPearl. Fondée par Philippe Notton, le directeur général du programme EPI, cette startup privée réalisera les puces, qui seront fabriquées dans des usines de semi-conducteurs traditionnelles, et s’occupera de les commercialiser aux fabricants de serveurs.

Un avenir encore incertain

Problème, si NVidia met un certain enthousiasme à citer EPI/SiPearl dans ses communiqués, l’acteur européen indique simultanément qu’il planche sur la conception à terme de son propre circuit d’accélération vectorielle, l’EPAC, basé sur le design Open source RISC-V.

Il y a fort à parier que l’arbitre sera EuroHPC, l’entreprise publique créée par l’UE pour concrétiser ses ambitions en calcul intensif. Doté d’un budget total de 840 millions d’euros pour à la fois financer le programme EPI et acheter les serveurs qui seront fabriqués autour par Atos et sans doute d’autres, EuroHPC veut aller vite. Une nouvelle flotte de supercalculateurs pré-Exascale mais atteignant tout de même dans les 150 petaFlops doit ainsi être déployée sur trois sites de l’Union dès la fin de l’année 2020.

L’agenda prévoit juste après de se servir de la première génération de processeurs Rhea pour prototyper les machines de catégorie Exascale. Reste alors à savoir si la pression exercée par les pouvoirs publics à ce moment-là laissera à SiPearl suffisamment de temps pour développer, en plus de la version finale Cronos, une alternative aux GPU de Nvidia. D’autant que l’EPAC ne sera a priori pas exploitable avec les bibliothèques Cuda et qu’il faudrait donc aussi passer du temps à en écrire des nouvelles.

Pour brouiller encore un peu plus les cartes, il se trouve que NVidia est lui-même membre de la fondation qui finance la mise au point du design RISC-V, sans doute dans le but de construire par-dessus les cœurs d’une prochaine génération de GPU. SiPearl, en plus du respect des délais, pourrait donc aussi avoir à prouver son savoir-faire.  

Le risque existe aussi qu’EuroHPC décide in fine, pour des raisons de délais, de ne même pas attendre la disponibilité des processeurs ARM de SiPearl.

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