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14 May 2008

Supercalculateur à base de microprocesseurs embarqués

Supercalculateurs

Les super-calculateurs cherchent à développer la puissance de calcul la plus importante, et utilisent, en général, les microprocesseurs les plus rapides mais qui sont aussi les plus consommateurs d'énergie. Ainsi, la problématique énergétique est devenue un des problèmes les plus importants dans le monde des supercalculateurs, car il n'est pas rare de voir des centres de calculs consommant plusieurs mégawatts, une partie importante de l'énergie étant utilisée pour refroidir et évacuer la chaleur dégagée par les machines.

Processeurs embarqués

Trois chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), laboratoire national dépendant du Department of Energy, viennent de proposer une solution pour un calculateur travaillant sur des problématiques de réchauffement climatique. Au lieu d'utiliser des processeurs pour serveurs ou pour ordinateurs de bureau ou encore des processeurs vectoriels utilisés dans les cartes graphiques, ils utilisent des processeurs pour matériel embarqué, ceux que l'ont trouve dans la plupart des assistants personnels, appareils numériques multimédias ou localisateurs GPS.

Ces processeurs embarqués sont moins chers, moins performants, mais beaucoup plus petits et plus efficaces énergétiquement que les processeurs habituellement utilisés. En contrepartie, il faut énormément plus de processeurs pour arriver à la même performance. En outre, cela nécessite aussi une nouvelle topologie de réseau.

Recherche climatologique

Afin d'améliorer les modèles numériques pour le climat, et d'avoir une précision de l'ordre du km, les techniques actuelles demanderaient des ordinateurs qui coûteraient environ 1 milliard de dollars et consommeraient près de 200 mégawatts.

Coût et puissance.

Dans le projet du LBNL, 20 millions de processeurs seraient utilisés et le système coûterait environ 75 millions de dollars à construire, et consommerait seulement 4 mégawatts. La puissance atteinte serait de 200 pétaflops.

Cette approche est possible pour des applications très parallélisables mais n'est pas applicable à toutes les applications, car les communications inter-nodales ne sont pas aussi performantes que dans un supercalculateur classique, tous les nœuds n'ayant pas de liens directs entre eux.

Source

Berkeley Lab Researchers Propose a New Breed of Supercomputers for Improving Global Climate Predictions

13 February 2008

Surveillance de trafic grâce à des téléphones GPS

Expérience marrante à laquelle j'ai assisté.

Le CCIT (California Center for Innovative Transportation), le département d’ingénierie civile et environnementale de Berkeley, le département des transports de Californie (Caltrans) et Nokia se sont associés, le 8 février dernier, pour réaliser une expérience grandeur nature de surveillance en temps réel du trafic autoroutier grâce à des téléphones GPS.

L’idée de l’expérience consistait à mettre en place une situation de test, en grandeur réelle, avec une centaine de véhicules équipés de téléphones cellulaires GPS se déplaçant sur une portion restreinte d’autoroute, dans la baie de San Francisco. La difficulté de l’expérience consistait à quantifier la quantité de données nécessaires et suffisantes pour obtenir des données fiables sur la fluidité du trafic tout en minimisant les communications et en maximisant la confidentialité des communications.

Pendant 7 heures, cent véhicules pilotés par des étudiants de Berkeley ont tourné sur une portion autoroutière de 8 miles (12,9km), en envoyant leurs coordonnées et leur vitesse, grâce à leur téléphone portable, à des serveurs distants. Les données étaient cryptées en utilisant un cryptage asymétrique dont la clé publique est celle du serveur central. Les informations sont cependant envoyées dans un premier temps à un premier serveur anonymiseur, qui retire toutes les informations de provenance dans les données. Ainsi le premier serveur ne peut décrypter les données, et le serveur central ne peut pas tracer une personne en particulier.

Pour minimiser la quantité de données à envoyer, le logiciel du téléphone demande régulièrement aux serveurs quelle est la fréquence d’envoi dont le système a besoin, en fonction de la vitesse actuelle et de la présence d’autres véhicules dans le même secteur.

Après traitement et lissage des données grâce aux modèles de flux de véhicules développés par Berkeley, le résultat permet de calculer les vitesses moyennes et les temps de parcours entre plusieurs points. Les capteurs routiers classiques sont moins réactifs, moins résistants aux pannes, très localisés et plus chers à entretenir que ce système.

Ce système est assez fiable dès lors que 5% des véhicules sont équipés de ce genre de systèmes de localisation et d’envoi de données. Comme les systèmes GPS vont probablement se généraliser dans les téléphones portables dans les prochaines années, ce modèle a une bonne possibilité de croissance.

Cette expérience a été un succès de collaboration entre des institutions publiques et privées, d’organisation et de démonstration du potentiel de ces technologies.