« Sur la voie de l’Exascale » : le supercalculateur Joliot-Curie intègre des CPU ARM Fujitsu A64FX

En attendant ExaNoDe
« Sur la voie de l’Exascale » : le supercalculateur Joliot-Curie intègre des CPU ARM Fujitsu A64FXCrédits : CEA

Afin de préparer les chercheurs européens à l’arrivée du processeur de calcul ExaNoDe avec une architecture ARM, le GENCI ajoute une cinquième « partition » au supercalculateur Joliot-Curie. Elle dispose de processeurs A64FX de Fujitsu, avec une architecture ARMv8.

Lancé en 2018, le supercalculateur Joliot-Curie est installé au sein du Très grand centre de calcul (TGCC) du CEA. Il a été conçu par Atos (architecture BullSequana) pour compte du Grand Équipement National de Calcul Intensif (GENCI). 

Il dispose depuis cette année de plus de 4 500 processeurs AMD EPYC (Rome, 7 nm), lui permettant d’augmenter significativement sa puissance de calcul, qui passe de 9,4 à 22 PFLOPS. Dans le dernier classement Top 500, il apparait en 38 et 73e position pour ses partitions Rome (EPYC) et Skylake (Xeon) ; il doit pouvoir grimper jusqu’à 22 PFLOPS.

Quatre partitions, pour un total de 22 PFLOPS

Le supercalculateur Joliot-Curie est en désormais composé de quatre « partitions », contre deux à ses débuts :

  • SKL Irene (Skylake) : 1 656 nœuds fins bi-processeurs Intel Xeon 8168 (SKL) à 2,7 GHz avec 24 cœurs par processeur, soit au total 79 488 cœurs de calcul et une puissance de 6,86 PFLOPS.
  • KNL Irene (Knight Landing) : 828 nœuds manycore Intel Xeon Phi 7250 (KNL) à 1,4 GHz avec 68 cœurs par processeur, soit au total 56 304 cœurs pour une puissance de 2,52 PFLOPS.
  • Irene ROME : 2 292 nœuds de calcul bi processeurs AMD Rome EPYC à 2,6 GHz avec 64 cœurs par processeur soit un total de 293 376 cœurs de calcul et une puissance de 11,75 PFLOPS.
  • Irene V100 (Partition traitement de données / Partition IA) : 32 nœuds hybrides avec par nœud 2 processeurs Intel CascadeLake 20 cœurs 2.1 GHz et 4 GPU NVIDIA V100, soit un total de 128 GPU pour une puissance de 1,13 PFLOPS.

Une nouvelle partition « exploratoire » à base de processeurs A64FX Fujitsu (ARMv8) arrivera prochainement, comme l’indique le CEA. Il s’agit des mêmes puces qui équipent Fugaku, premier du classement Top 500. 

A64FX pour préparer les chercheurs à ExaNoDe

Les détails techniques sont encore assez peu nombreux. La partition est basée sur la technologie Fujitsu PRIMEHPC FX700 et « comprendra 80 nœuds de calcul DDR-less mono-socket A64FX ». Elle sera « connectée via Mellanox InfiniBand et intégrée au supercalculateur Joliot-Curie de GENCI », explique le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives.

Le but de cette nouvelle partition n’est visiblement pas de décupler la puissance de calcul, mais de permettre aux scientifiques « de porter leurs applications et de se préparer à l’usage du futur processeur européen en s’appuyant sur les fonctionnalités uniques du processeur A64FX telles que son jeu d'instructions vectorielles SVE et l'utilisation de la mémoire accès rapide HBM2 (32 Go par nœud) ». 

Joliot-Curie supercalculateur
Crédits : Atos

Pour rappel, l’Europe est en train de développer son propre processeur de calcul, avec dans le viseur une machine capable d’atteindre le Graal que représente l’« exascale » : ExaNoDe, qui exploite l’architecture ARMv8. C’est également le cas du A64FX de Fujitsu, qui sert donc en quelques sortes de répétition générale.

Le CEA ne s’en cache pas : le supercalculateur jouera « le rôle de prototype pour soutenir le développement d'un écosystème logiciel intégré, allant des bibliothèques de base jusqu'aux applications finales destinées à préparer les utilisateurs européens à des systèmes Exascale possiblement basés sur une architecture ARM accélérée ».

Atos précise que cette partition « vient s'ajouter aux 22 PFLOPS de puissance de calcul déjà installés au TGCC/CEA, basés sur les processeurs Intel x86 Skylake, Intel KNL, nVIDIA V100 et AMD x86 Rome ». Par contre, la puissance de calcul de la partition ARM n’est pas précisée, dommage.

Cette nouvelle partition est financée dans le cadre du projet européen PPI4HPC (Public Procurement of Innovations for High Performance Computing), mais le montant n’est pas précisé.

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