Dernier problème technique : maintenir également le ratio bande passante des entrées/sorties / flop, ce que le bus PCI Express et ses évolutions devraient permettre d’assurer :

Une fois ces difficultés de design du processeur et de ses interconnexions surmontées, se pose l’éternel soucis de la consommation. Soucis qui devient double dans le cas des supercalculateurs, puisque d’une part il s’agit d’assurer un refroidissement efficace à chaque core, mais que d’autre part la consommation de l’ensemble du supercalculateur et de son système de refroidissement engendre une facture d’électricité considérable. Si ce dernier point ne va pas vraiment évoluer dans la bonne direction (à moins de voir le prix du kilowatt/heure divisé par 10…), la résolution du problème du refroidissement à l’échelle de chaque processeur composant le supercalculateur est assez proche entre supercalculateurs et PC. Au niveau du design même du processeur, cela commence donc par la limitation des courants de fuite (strained silicon, désactivation des parties inactives du core, etc.), puis par l’installation de ventirads voir de watercoolings lorsque le format d’intégration du supercalculateur l’exige (énorme densité de processeurs au m²), et enfin d’une ventilation appropriée dans la pièce ou se trouve le supercalculateur.

Enfin, il est à noter que la fiabilité doit évidemment être contrôlée sur ce type d’ordinateur, toute erreur de calcul pouvant avoir des conséquences critiques vu le type d’application exécuté. Celle-ci est mesurée en FIT (Failure In Time, nombre d’erreurs par heure), et l’on constate que son augmentation reste proportionnelle avec le nombre de transistors. En revanche, cette valeur augmente lors de chaque passage à une finesse de gravure plus fine, en partant du principe que la surface du processeur reste identique (et donc que le nombre de transistors augmente).

Au final, voici la prédiction d’Intel concernant l’évolution de la puissance des ordinateurs pour les 25 prochaines années, en se basant sur la tendance des 10 années précédentes (ce qui est peut être un peu optimiste, vu la complexité croissante pour diminuer la finesse de gravure à long terme) :

Deux choses sont intéressantes à noter : d’une part, la puissance des supercalculateurs croît plus rapidement que celle des ordinateurs personnels, et d’autre part, si le mouvement se poursuit les PC atteindront la puissance petaflops 20 ans après les supercalculateurs.

A la question que faire d’une telle puissance sur les PC, il est assez difficile de répondre actuellement, mais nous pouvons cependant raisonnablement penser que l’on trouvera bien une fois le moment venu. Au moins pour faire tourner Duke Nukem Forever en 640*480 en mode software…