La nouvelle ère du supercalcul accéléré
De la physique quantique à la recherche climatique, une idée révolutionne discrètement le calcul accéléré en science moderne. Au lieu de s'appuyer uniquement sur les processeurs traditionnels, les chercheurs combinent un grand nombre de processeurs graphiques, des réseaux à haut débit et des logiciels spécialisés pour résoudre des problèmes autrefois insolubles.
Lors de la conférence SC25 à Saint-Louis, NVIDIA a révélé la rapidité de cette transformation. Plus de 80 nouveaux systèmes scientifiques, construits sur sa plateforme de calcul accéléré, ont été mis en service dans le monde entier au cours de l'année écoulée. Ensemble, ils offrent une puissance de calcul en intelligence artificielle d'environ 4 500 exaflops. À titre de comparaison, un exaflop représente un milliard de milliards d'opérations par seconde. Multipliez ce chiffre par des milliers et vous aurez une idée de l'échelle dont il est question.
Ces machines ne sont pas de simples vitrines technologiques. Elles sont actuellement utilisées pour modéliser le changement climatique, découvrir de nouveaux médicaments, concevoir de meilleurs matériaux, explorer l'univers et même se préparer aux futurs séismes.
Horizon et la prochaine génération de supercalculateurs d'IA américains
L'un des systèmes phares est Horizon, au Texas Advanced Computing Center. Lors de sa mise en service en 2026, il sera le plus grand supercalculateur universitaire des États-Unis.
Horizon embarquera 4 000 GPU NVIDIA Blackwell et devrait atteindre une puissance de calcul IA de 80 exaflops à très basse précision. Il utilisera des serveurs CPU NVIDIA GB200 NVL4 et Vera, interconnectés via le réseau NVIDIA Quantum X800 InfiniBand, permettant ainsi une circulation des données à une vitesse incroyable.
Que feront concrètement les scientifiques avec toute cette puissance ?
- Étudier les maladies au niveau moléculaire : les chercheurs utiliseront des outils de dynamique moléculaire et des simulations pilotées par l'IA pour comprendre comment les virus se comportent et se propagent.
- Simuler les étoiles et les galaxies : les astrophysiciens modéliseront la formation des étoiles et des galaxies et compareront ces simulations avec les données de télescopes comme le télescope spatial James Webb.
- Conception de nouveaux matériaux : les équipes exploreront des matériaux présentant des structures cristallines complexes, de la turbulence et une conductivité à l'échelle quantique pour des applications dans les domaines de l'énergie et de l'électronique.
- Cartographie des risques sismiques : En simulant les ondes sismiques et les ruptures de failles, les scientifiques visent à améliorer les cartes des risques et à rendre la préparation aux séismes plus précise.
Le TACC s'attend à ce qu'Horizon permette aux chercheurs d'exécuter ces simulations et modèles d'IA à des échelles qui n'étaient pas réalistes auparavant, condensant des années de travail en quelques jours ou quelques heures.
Le département de l'Énergie des États-Unis s'engage lui aussi pleinement dans cette nouvelle ère. Il s'est associé à NVIDIA pour construire sept supercalculateurs dédiés à l'intelligence artificielle, répartis entre deux grands laboratoires : le laboratoire national d'Argonne dans l'Illinois et le laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique.
À Argonne, le plus grand nouveau système s'appelle Solstice. Il sera équipé d'environ 100 000 GPU NVIDIA Blackwell. Une machine de cette taille, utilisant des unités NVIDIA GB200 NVL72, pourra atteindre une puissance de calcul d'environ 1 000 exaflops pour l'entraînement de l'IA, soit plus de la moitié de la puissance d'entraînement combinée de l'ensemble des 500 meilleurs systèmes mondiaux à la mi-2025.
Un autre système Argonne, Equinox, comprendra environ 10 000 GPU Blackwell, tandis que trois systèmes plus petits, Minerva, Janus et Tara, se concentreront sur l’inférence IA et la formation de la prochaine génération d’experts en IA.
À Los Alamos, HPE installera deux nouveaux systèmes, Mission et Vision. Ils exploiteront la plateforme NVIDIA Vera Rubin et la technologie Quantum X800 InfiniBand. Mission exécutera des charges de travail classifiées pour la National Nuclear Security Administration (NNSA). Vision sera accessible à la communauté scientifique au sens large pour des travaux sur les modèles fondamentaux et les agents d'IA avancés.
Ces systèmes font suite à Doudna, un système qui sera installé au Laboratoire national Lawrence Berkeley en 2026. Basé sur NVIDIA Vera Rubin et Quantum X800 InfiniBand, Doudna prendra en charge plus de 11 000 chercheurs dans des domaines tels que l’énergie de fusion, la science des matériaux, la découverte de médicaments et l’astronomie.
Points saillants du supercalcul mondial : de l'Europe à l'Asie
Les États-Unis ne sont pas les seuls à se lancer dans cette course aux équipements informatiques. L'Europe et l'Asie déploient également leurs propres systèmes puissants équipés de processeurs NVIDIA afin de garder le contrôle de la recherche et de l'innovation, une tendance souvent qualifiée d'IA souveraine.
En Allemagne, le Centre de supercalcul de Jülich a mis en service JUPITER, le premier supercalculateur exascale d'Europe. Il utilise 24 000 superprocesseurs NVIDIA GH200 Grace Hopper et une architecture NVIDIA Quantum 2 InfiniBand pour franchir la barrière de l'exaflop sur le test Linpack, un benchmark exigeant pour les calculs en double précision.
JUPITER effectue déjà des simulations climatiques globales à une résolution kilométrique. Ce niveau de détail permet aux scientifiques de mieux appréhender les phénomènes météorologiques locaux et les événements extrêmes, tout en modélisant la planète entière.
Partout en Europe, de plus en plus de systèmes basés sur NVIDIA sont mis en service.
- Au centre de supercalcul Leibniz en Allemagne, le futur système Blue Lion utilisera la plateforme NVIDIA Vera Rubin pour soutenir la recherche climatique, les études sur la turbulence, la physique et l'apprentissage automatique.
- Le premier supercalculateur d'IA de Gefion Denmark, basé sur un NVIDIA DGX SuperPOD, permettra au pays de disposer de capacités d'IA nationales pour la recherche en informatique quantique, les énergies propres et les projets de biotechnologie.
- Isambard AI, le supercalculateur d'IA le plus puissant du Royaume-Uni, situé à l'Université de Bristol, soutient des projets tels que Nightingale AI, un modèle de santé entraîné sur des données du National Health Service, et UK LLM pour un raisonnement d'IA amélioré en gallois et dans d'autres langues britanniques.
De l'autre côté du Pacifique, des histoires similaires se déroulent.
Au Japon, l'institut de recherche de pointe RIKEN intègre des systèmes NVIDIA GB200 NVL4 à deux nouveaux supercalculateurs : l'un dédié à l'intelligence artificielle appliquée à la science, l'autre à l'informatique quantique. RIKEN collabore également avec Fujitsu et NVIDIA sur FugakuNEXT, successeur du célèbre système Fugaku. Ce dernier combinera des processeurs FUJITSU MONAKA X aux technologies NVIDIA via NVLink Fusion afin de faire progresser la modélisation du système terrestre, la découverte de médicaments et la fabrication avancée.
L'Université de technologie de Tokyo a construit un supercalculateur d'IA utilisant des systèmes NVIDIA DGX B200, capable d'atteindre une puissance de calcul FP4 d'environ 2 exaflops avec moins de 100 GPU. Cette machine permettra d'entraîner des modèles de langage complexes et de créer des jumeaux numériques, tout en servant de terrain d'apprentissage pour les futurs ingénieurs en IA.
L'Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées a également lancé ABCI Q, le plus grand supercalculateur de recherche au monde dédié à l'informatique quantique, avec plus de 2 000 GPU NVIDIA H100.
En Corée du Sud, le gouvernement prévoit de déployer plus de 50 000 GPU NVIDIA sur les clouds nationaux et dans des usines d'IA. Des entreprises comme Samsung, SK Group et Hyundai Motor Group construisent leurs propres usines d'IA basées sur NVIDIA Blackwell afin d'accélérer la recherche et le développement industriel.
Parallèlement, à Taïwan, NVIDIA et Foxconn s'associent pour créer un supercalculateur dédié à l'intelligence artificielle, doté de 10 000 GPU NVIDIA Blackwell. Il soutiendra les startups, les chercheurs et les grandes entreprises de l'île.
Pris ensemble, ces systèmes révèlent une tendance claire : les supercalculateurs ne sont plus des machines uniques et rares. Ils deviennent rapidement une infrastructure d’IA partagée par des pays entiers, ouvrant la voie à de nouvelles découvertes en sciences, en ingénierie et dans d’autres domaines.
Article et image originaux : https://blogs.nvidia.com/blog/sc25-new-science-systems-worldwide/
