ExaFLOPS

La puissance de calcul des or­di­na­teurs modernes est mesurée en FLOPS, une unité pour les opé­ra­tions en virgule flottante par seconde. Les systèmes très puissants at­teig­nent des niveaux d’ExaFLOPS, ce qui signifie un trillion (10¹⁸) d’opé­ra­tions par seconde. Cette immense capacité de calcul est cruciale pour les calculs complexes.

Que sont les FLOPS et à quoi servent-ils ?

L’acronyme FLOPS signifie Floating Point Ope­ra­tions per Second et décrit le nombre d’opé­ra­tions en virgule flottante qu’un or­di­na­teur peut effectuer par seconde. L’arith­mé­tique en virgule flottante est es­sen­tielle pour les calculs scien­ti­fiques, les si­mu­la­tions, l’in­tel­li­gence ar­ti­fi­cielle et d’autres ap­pli­ca­tions gour­mandes en calcul. Con­trai­re­ment aux opé­ra­tions simples avec des nombres entiers, les nombres en virgule flottante per­met­tent la re­pré­sen­ta­tion et le calcul de nombres décimaux avec une grande précision.

La per­for­mance d’un or­di­na­teur en FLOPS est mesurée par des bench­marks spé­ci­fiques qui testent combien d’opé­ra­tions en virgule flottante peuvent être exécutées par seconde. Des pro­grammes comme LINPACK ou HPCG sont souvent utilisés, réalisant des calculs ma­thé­ma­tiques complexes et mesurant la vitesse de calcul dans des con­di­tions réalistes. La per­for­mance réelle peut varier selon le matériel, l’op­ti­mi­sa­tion lo­gi­cielle et le type de calculs.

Combien de FLOPS cor­res­pon­dent à un ExaFLOPS ?

Un ExaFLOPS équivaut exac­te­ment à 10¹⁸ FLOPS, soit un trillion d’opé­ra­tions en virgule flottante par seconde. À titre de com­pa­rai­son : un PétaFLOP (10¹⁵ FLOPS) est mille fois plus petit qu’un ExaFLOPS, et un TéraFLOPS (10¹² FLOPS) est un million de fois plus petit.

Quelles sont les autres unités de FLOPS et comment les convertir en ExaFLOPS ?

Il existe dif­fé­rentes unités de FLOPS, qui se dis­tin­guent par le nombre d’opé­ra­tions par seconde :

Ces unités aident à mieux comparer la puissance de calcul de dif­fé­rents systèmes.

Combien de FLOPS at­teig­nent les or­di­na­teurs et GPU modernes ?

Les or­di­na­teurs haute per­for­mance modernes at­teig­nent désormais des niveaux d’ExaFLOPS. Le premier su­pe­ror­di­na­teur ExaFLOPS est le chinois Tianhe-3 du National Su­per­com­pu­ter Center à Guangzhou, qui fournit jusqu’à 1,7 ExaFLOPS. D’autres su­pe­ror­di­na­teurs comme l’américain Frontier at­teig­nent également des niveaux en ExaFLOPS.

Les cartes gra­phiques haut de gamme, utilisées pour le gaming et le machine learning, at­teig­nent également des valeurs élevées de FLOPS, mais sont encore loin du niveau d’ExaFLOPS :

• NVIDIA RTX 4090 : environ 82 TeraFLOPS (0,000082 ExaFLOPS) pour les calculs FP32, avec un léger gain possible en over­clo­cking
• NVIDIA H100 SXM : Environ 989 TeraFLOPS (0,000989 ExaFLOPS) pour les calculs FP32-Ten­sor­core
• NVIDIA A30 : environ 10,3 TeraFLOPS (0,000010 ExaFLOPS) pour les calculs FP32
• AMD Radeon RX 7900 XTX : environ 61 TeraFLOPS (0,000061 ExaFLOPS) pour les calculs FP32

Alors que les GPU sont prin­ci­pa­le­ment optimisés pour les calculs pa­ral­lèles en IA et trai­te­ment graphique, les su­pe­ror­di­na­teurs sont utilisés pour des si­mu­la­tions ex­trê­me­ment complexes dans la science et l’industrie.