L'informatique exascale est là : El Capitan

L'informatique exascale est là : El Capitan

Table des matières:

1. Introduction
2. Collaboration des laboratoires nationaux CORAL 2.1. Collaboration précédente 2.2. Objectifs du système El Capitan
3. L'informatique exascale et ses avantages 3.1. Amélioration des capacités de calcul 3.2. Besoins de modernisation de la complexe NNSA
4. Modélisation 3D et simulation 4.1. Questions sur le stock d'armement 4.2. Avantages de la simulation 3D
5. Préparation du système El Capitan 5.1. Investissements initiaux du programme ASC du Département de l'Énergie 5.2. Contrats avec Cray 5.3. Collaboration avec un centre d'excellence
6. Évolution des architectures pour une consommation énergétique maîTRISée 6.1. Augmentation de la puissance de calcul 6.2. L'importance d'une enveloppe énergétique abordable
7. Impact sur la science des matériaux 7.1. Collaborations internationales 7.2. Avantages pour l'organisation DOE
8. Conclusion

Introduction

La collaboration entre les laboratoires nationaux CORAL, à savoir Oak Ridge, Argonne et Lawrence Livermore, a donné naissance au système El Capitan. Cette collaboration fait suite à un projet précédent qui a abouti au système Sierra. Le programme NNSA avait envisagé l'avenir des besoins en armes nucléaires au-delà de 2023 et avait établi plusieurs exigences pour le système El Capitan. L'un des objectifs principaux était d'améliorer les performances du système par rapport à Sierra pour certaines calculs importants afin de répondre à ces objectifs.

Collaboration des laboratoires nationaux CORAL

La collaboration entre les laboratoires nationaux CORAL a déjà donné des résultats remarquables avec le système Sierra. Toutefois, pour répondre aux besoins futurs, le système El Capitan a été conçu pour surpasser Sierra en termes de performances. Les partenaires CORAL ont investi dans la recherche et le développement, en s'associant à Cray pour développer des innovations matérielles et logicielles pour le système El Capitan.

Avantages de l'informatique exascale

L'informatique exascale représente une avancée majeure en termes de capacités de calcul. Les programmes de modernisation en cours dans le complexe NNSA nécessitent une puissance de calcul accrue pour faire face aux changements significatifs dans les charges explosives nucléaires et les systèmes de livraison. L'informatique exascale permettra de réaliser des simulations tridimensionnelles, répondant ainsi aux questions les plus complexes concernant le stock d'armement.

Modélisation 3D et simulation

De nombreuses questions importantes relatives au stock d'armement nécessitent des simulations tridimensionnelles. Les modèles physiques sont fondamentalement tridimensionnels et les simulations en deux Dimensions nécessitent des compromis. Le système El Capitan permettra de réaliser des simulations tridimensionnelles dans des délais comparables à ceux des simulations en deux dimensions actuelles, facilitant ainsi les itérations de conception et les réponses aux questions cruciales.

Préparation du système El Capitan*

En prévision du système El Capitan, les laboratoires nationaux ont engagé des efforts significatifs pour préparer les codes de production actuels et développer de nouveaux codes de prochaine génération. Des contrats ont été conclus avec Cray pour la recherche et le développement, ainsi que pour la construction et la livraison du système El Capitan. De plus, une collaboration avec un centre d'excellence permettra de bénéficier de l'expertise en matière de matériel afin d'optimiser les algorithmes et les logiciels pour la nouvelle plateforme.

Évolution des architectures pour une consommation énergétique maîtrisée

Au fil des décennies, la puissance de calcul a considérablement augmenté, mais il est devenu primordial de limiter la consommation d'énergie. Les nouvelles architectures visent à augmenter les capacités de calcul sans entraîner des coûts énergétiques prohibitifs. Le système El Capitan sera un système emblématique capable de fournir des capacités exaflopiques dans une enveloppe énergétique abordable.

Impact sur la science des matériaux

L'étude des matériaux est essentielle dans divers domaines scientifiques. Le système El Capitan facilitera les collaborations entre les laboratoires nationaux, la NNSA et le bureau des sciences. Ces collaborations permettront d'approfondir notre compréhension de la physique des matériaux, profitant ainsi à l'ensemble de l'organisation DOE.

Conclusion

Le système El Capitan, fruit de la collaboration entre les laboratoires nationaux CORAL, ouvre de nouvelles perspectives en termes de puissance de calcul. L'informatique exascale offre la possibilité de réaliser des simulations tridimensionnelles avancées, répondant ainsi aux besoins complexes liés aux armes nucléaires. Avec l'évolution des architectures et une consommation énergétique maîtrisée, El Capitan sera une réalisation majeure dans le domaine de l'informatique scientifique. La science des matériaux bénéficiera également de ce système par le biais de collaborations internationales et de recherches approfondies sur la physique des matériaux.

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