FLOPS

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Unité de performance des processeurs
Nom FLOPS
yottaFLOPS 1024
zettaFLOPS 1021
exaFLOPS 1018
pétaFLOPS 1015
téraFLOPS 1012
gigaFLOPS 109
mégaFLOPS 106
kiloFLOPS 103

L'opération en virgule flottante par seconde (en anglais : floating-point operation per second) ou FLOPS (ou encore flops ou flop/s) est une unité de mesure de la vitesse d'un système informatique.

Les opérations en virgule flottante (additions ou multiplications) incluent toutes les opérations qui impliquent des nombres réels. De telles opérations, qui prennent beaucoup plus de temps de calcul que des opérations sur les nombres entiers, se produisent souvent dans certains types d'applications.

Taille des instructions[modifier | modifier le code]

La plupart des microprocesseurs modernes incluent une unité de calcul en virgule flottante (en anglais : floating-point unit, FPU), qui est une partie spécialisée du microprocesseur destinée à effectuer ce type d'opération. La mesure des FLOPS mesure réellement la vitesse du FPU. Un des essais de repère les plus communs employés pour mesurer des FLOPS s'appelle Linpack.

Les FLOPS ne tiennent pas compte de facteurs tels que le profil de charge (charges lourdes ou légères, régulières ou très variables, etc.) ou les catégories d'opérations à virgule flottante utilisés, ni avec quel pourcentage. Pour cette raison, un consortium de fournisseurs a créé le Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), qui entend fournir un repère plus significatif.

L'opération en virgule flottante peut être calculée à partir de différentes tailles de nombres :

  • simple précision (SP) 32 bits ;
  • double précision (DP) 64 bits.

Le FLOPS[a] est couramment utilisé dans le domaine des calculs scientifiques, par exemple dans le TOP500 des superordinateurs.

Calcul[modifier | modifier le code]

L'équation permettant de calculer un FLOPS est[1] :

La plupart des microprocesseurs d'aujourd'hui peuvent faire 4 FLOP par cycle[1]. Donc un microprocesseur unicœur cadencé à 2,5 GHz a une cadence théorique de 10 milliards de FLOPS = 10 GFLOPS[b].

Vitesse[modifier | modifier le code]

La rapidité de calcul obtenue varie beaucoup en fonction de cette taille.

  • En 1964, la barre du mégaFLOPS (106 FLOPS) a été franchie par le superordinateur américain Control Data 6600.
  • En 1985, la barre du gigaFLOPS (109 FLOPS) a été franchie par le superordinateur américain Cray-2.
  • En 1997, la barre du téraFLOPS (1012 FLOPS) a été franchie par le superordinateur américain ASCI Red.
  • En 2008, la barre du pétaFLOPS (1015 FLOPS) a été franchie par le superordinateur américain Roadrunner.

En , le plus puissant superordinateur atteint les 8,162 pétaFLOPS. Il s'agit du K computer[2]. Ce superordinateur japonais totalise 68 544 processeurs de 8 cœurs et dispose d'une puissance de calcul supérieure à celle de ses 5 suivants réunis. Ce même supercalculateur a battu son propre record en octobre 2011 en atteignant la barre des 10 pétaFLOPS (ou 1016 FLOPS). Il disposait à ce moment de 88 128 processeurs de 8 cœurs[3].

En , la firme Cray Inc. reprend la tête du TOP500 devant IBM avec Titan, un superordinateur de 17,59 pétaFLOPS, capable d'atteindre 27 pétaFLOPS en performance de pointe[4]. Ce superordinateur est installé au Laboratoire national d'Oak Ridge. Sa puissance énergétique est de 8,2 MW ; il dispose d'une architecture hybride à base de processeurs Opteron (AMD) et d'accélérateurs GPU Tesla (Nvidia).

En 2013, le plus puissant supercalculateur au monde est la machine chinoise Tianhe-2, qui affiche 33,86 pétaflops de puissance de calcul[5].

En 2013, un ordinateur personnel peut développer une puissance d'environ 200 gigaFLOPS avec un microprocesseur comme l'Intel Core i7-3770, de puissance comparable aux superordinateurs de 1995, et 5 621 gigaFLOPS avec un processeur graphique comme le Nvidia GTX 690, soit une puissance comparable aux superordinateurs de 2001[6].

Le , la plateforme de calcul distribué BOINC totalise 8,251 pétaFLOPS[7].

En 2016, le supercalculateur embarqué Deep Learning System (DGX-1) de Nvidia avec 8 Tesla P100 intégrées a une puissance d'environ 170 téraFLOPS, il est d'une puissance comparable aux superordinateurs de 2005[réf. nécessaire][8].

À la date du , le réseau de minage[Quoi ?] permettant la génération de la crypto-monnaie Bitcoin totalise une puissance d'environ 18 000 exaFLOPS[9],[10],[11]. Il s'agit du réseau le plus puissant au monde, avec une performance excédant 500 fois celle du supercalculateur Tianhe-2, ce dernier se trouvant en seconde place. Il est à noter que la majorité de cette puissance de calcul est réalisée sur des ASICs ne permettant la plupart du temps pas un emploi en tant que supercalculateur, ces puces étant très spécialisées. L'usage de FLOPS est également controversé, puisque ces puces ne réalisent pas de calculs à virgule flottante à proprement parler. Il s'agit plutôt d'une mesure de puissance équivalente.

En 2015, le gouvernement américain lance un projet pour franchir la barre de l'exaFLOPS (1018 FLOPS)[12].

En 2016, le gouvernement français lance un projet similaire à travers la société Bull[13] .

Un superordinateur de nationalité chinoise, le Sunway TaihuLight, franchit pour la première fois sur notre planète la barre des 100 petaflops en 2016[14].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Sans « S » est peu utilisé en France car synonyme d'échec en argot.
  2. Dans ce contexte, le mot « socket » se réfère à un circuit intégré sur une carte mère quel que soit le nombre de cœurs et de mémoire contenus dans celui-ci[réf. nécessaire].

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Dr Mark R. Fernandez, Nodes, Sockets, Cores and FLOPS, Oh, My sur dell.com, 10 novembre 2011.
  2. (en) Top500 list - June 2011, sur top500.org.
  3. Supercalculateurs : le Fujitsu « K » atteint les 10 pétaflops, sur zdnet.fr, 3 novembre 2011 (consulté le 13 février 2015).
  4. (en) « Titan - Cray XK7, Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, Nvidia K20x », sur top500.org (consulté le 13 février 2015).
  5. (en) Tianhe-2 (MilkyWay-2), sur top500.org.
  6. (en) Top500 List - November 2001, sur top500.org.
  7. (en) BOINC stats, sur boincstats.com.
  8. (en) Top500 List - Juin 2005, sur top500.org.
  9. (en) « Global Bitcoin computing power now 256 times faster than top 500 supercomputers combined », sur forbes.com (consulté le 21 mars 2017)
  10. « Bitcoin Watch », sur bitcoinwatch.com
  11. « Bitcoin Charts », sur bitcoincharts.com
  12. (en) « Les États-Unis lancent la création du premier exacalculateur au monde », sur Humanoïdes,‎ (consulté le 3 octobre 2015)
  13. « À quoi va servir le supercalculateur français ultra puissant promis pour 2020? », sur Le Huffington Post (consulté le 22 septembre 2016)
  14. (fr) « Supercalculateur : la Chine dépasse les 100 pétaflops », Silicon,‎ (lire en ligne)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]