Pourquoi l’avenir de l’informatique haute performance dépendra du stockage de données

Le calcul haute performance (HPC) se situe à l’intersection de la découverte scientifique et de l’innovation technologique, qu’il s’agisse de simuler des modèles climatiques, d’analyser des données génomiques ou d’entraîner des modèles d’AI massifs. Les besoins en calcul de ses charges de travail augmentent de manière exponentielle, ce qui fait que les approches de stockage traditionnelles deviennent des goulets d’étranglement critiques, limitant ainsi tout le potentiel des environnements HPC.

C’est pourquoi les déploiements HPC les plus réussis auront un point essentiel en commun : une plateforme de stockage massivement évolutive capable d’alimenter ces systèmes puissants. 

Le défi des données : Pourquoi le stockage traditionnel ne peut pas suivre le rythme

Les environnements informatiques haute performance génèrent et traitent d’énormes volumes de données à des vitesses sans précédent. L’évolution de la technologie GPU et des accélérateurs spécialisés a créé des capacités de calcul capables de traiter les données plus rapidement que les systèmes de stockage conventionnels. Ce déséquilibre crée un problème fondamental : même les systèmes informatiques les plus puissants ne peuvent fonctionner que aussi vite qu’ils peuvent accéder à leurs données.

Les solutions de stockage traditionnelles, conçues à l’origine pour les charges de travail prévisibles, rencontrent souvent des difficultés avec plusieurs aspects essentiels des exigences HPC modernes :

• Concurrence massive : Les charges de travail HPC impliquent souvent des milliers de processus parallèles nécessitant un accès simultané aux données.
• Performance Metadata : Au-delà du débit brut, la capacité à gérer des milliards d’opérations de métadonnées devient essentielle.
• Évolutivité : À mesure que les ensembles de données évoluent à l’échelle des pétaoctets et des exaoctets, les systèmes de stockage doivent faire évoluer la capacité et les performances de manière linéaire.
• Efficacité énergétique : La densité de calcul des clusters HPC modernes exige des solutions de stockage qui minimisent la consommation d’énergie et les besoins en refroidissement.

Selon les résultats récents d’Intersect360 Research, ces goulets d’étranglement représentent certains des problèmes les plus urgents auxquels le secteur du HPC-AI est confronté aujourd’hui. Les entreprises voient de plus en plus leurs ressources GPU coûteuses en attente de traitement des données.

L’approche de Pure Storage en matière de stockage HPC

Chez Pure Storage, nous avons entièrement repensé l’architecture de stockage pour relever ces défis fondamentaux en matière de HPC. Au lieu d’adapter les conceptions traditionnelles, nous avons créé une plateforme spécialement conçue pour les charges de travail modernes gourmandes en données.

Notre approche repose sur trois principes fondamentaux :

1. Architecture massivement parallèle : Comme le HPC lui-même, le stockage doit fonctionner de manière hautement parallèle pour atteindre un débit maximal.
2. Conception flash native : La technologie DirectFlash^® nous permet de gérer nativement la NAND flash plutôt que de reproduire le comportement des disques durs, améliorant ainsi considérablement les performances, la fiabilité et l’efficacité.
3. Gestion simplifiée : Les environnements HPC sont suffisamment complexes sans frais de gestion du stockage.

Cette philosophie a abouti à notre toute dernière innovation, spécialement conçue pour les charges de travail HPC et AI les plus exigeantes.

Présentation de FlashBlade//EXA : Redéfinir les performances à grande échelle

Nous sommes fiers de vous présenter FlashBlade//EXA™, la plateforme de stockage de données la plus puissante du secteur, conçue pour alimenter les usines d’AI et les environnements HPC en offrant un débit extrême à une échelle sans précédent. Cette solution révolutionnaire relève les défis fondamentaux qui ont freiné le stockage HPC jusqu’à présent.

FlashBlade//EXA représente un changement radical dans l’architecture de stockage, avec plusieurs fonctionnalités révolutionnaires :

• Des performances sans précédent : La plateforme offre une vitesse de lecture et des performances d’écriture de plus de 10TB/s, avec une disponibilité générale pouvant atteindre 50 % cet été.
• Architecture désagrégée : L’évolutivité indépendante des plans de données et de métadonnées élimine les goulets d’étranglement traditionnels.
• métadonnées massivement distribuées : Notre cœur de métadonnées éprouvé peut prendre en charge des milliards d’opérations et plus de 20 fois les systèmes de fichiers dans un seul espace de nom par rapport aux alternatives.
• Intégration aux normes du secteur : L’utilisation de protocoles courants et de matériel standard pour le plan de données garantit une intégration transparente dans les environnements existants.

Comme l’explique Rob Lee, Chief Technology Officer chez Pure Storage : « FlashBlade//EXA offre une architecture massivement parallèle qui permet une évolutivité indépendante des données et des métadonnées afin de fournir aux clients des performances, une évolutivité et une adaptabilité inégalées pour certains des environnements de données les plus vastes et les plus exigeants au monde. Le stockage accélère désormais l’évolution du HPC et de l’AI à grande échelle. »

Impact réel : Partenariat Pure Storage et CERN

Le véritable test de n’importe quelle technologie réside dans son application réelle. C’est pourquoi nous sommes particulièrement ravis de notre partenariat récemment annoncé avec CERN openlab, le laboratoire européen de physique des particules, afin d’accélérer le développement de solutions TIC de pointe pour le grand collisionneur de Hadron.

Le CERN génère d’énormes volumes de données grâce à ses expériences physiques à haute énergie, des données qui doivent être enregistrées, stockées et analysées efficacement pour faire progresser notre compréhension de l’univers. Les solutions de stockage traditionnelles sont devenues des goulets d’étranglement importants pour leurs besoins informatiques haute performance.

Grâce à cet accord pluriannuel, Pure Storage et CERN openlab :

• Découvrez comment la technologie DirectFlash peut répondre aux besoins de la recherche scientifique future
• Optimisez l’infrastructure flash à l’échelle de l’exaoctet pour les charges de travail de Grid Computing et HPC
• Identifier les opportunités d’optimiser les performances logicielles et matérielles tout en améliorant l’efficacité énergétique

« Avec CERN openlab, nous repoussons les limites du possible dans les environnements HPC et Grid Computing prenant en charge des flux de travail scientifiques de pointe », explique Lee. « Grâce à l’intégration de notre technologie de pointe dans le système de stockage distribué à grande échelle du CERN, CERN openlab est prêt à s’attaquer aux volumes de données sans précédent avec une vitesse et une fiabilité inégalées, tout en permettant aux chercheurs de relever les défis extraordinaires posés par l’ère du grand collisionneur de Hadron à haute luminescence (HL-LHC). »

Luca Mascetti, directeur technique du stockage chez CERN openlab, ajoute : « Nous nous attendons à ce que ce partenariat nous apporte quelques victoires clés alors que nous nous tournons vers l’avenir du stockage des données d’expériences scientifiques. Tout d’abord, nous prévoyons d’intégrer cette technologie dans notre système de stockage distribué à grande échelle et de fournir des données plus efficacement, ce qui permettra d’augmenter les performances de stockage au-delà de ce qui est possible aujourd’hui. Deuxièmement, nous espérons dévoiler la nouvelle génération d’innovations en physique haute énergie au CERN et montrer à la communauté scientifique au sens large le potentiel d’améliorer les capacités de stockage, accélérant ainsi le rythme de la découverte et de l’innovation dans les établissements de recherche du monde entier. »

La vision d’ensemble : Relever les défis du HPC à l’échelle du secteur

Au-delà des performances brutes, notre approche relève plusieurs défis critiques auxquels le secteur du HPC est confronté en 2025 :

Résilience de la chaîne logistique

Le paysage mondial du HPC continue de faire face à d’importants défis en matière de chaîne logistique, avec des délais de livraison de serveurs et de composants GPU haut de gamme allant de 6 à 12 mois. En prenant en charge des serveurs prêts à l’emploi pour le plan de données, FlashBlade//EXA offre une plus grande flexibilité dans la planification et le déploiement de l’infrastructure.

Efficacité énergétique

À mesure que les déploiements HPC se multiplient, les besoins en consommation d’énergie et en refroidissement deviennent de plus en plus problématiques. L’impressionnante densité de performance de 3,4 To/s par rack de FlashBlade//EXA permet d’optimiser les coûts d’alimentation et de refroidissement toujours croissants associés aux environnements GPU gourmands en énergie.

Gestion simplifiée

La pénurie de personnel qualifié dans les sciences informatiques et la gestion des systèmes HPC-AI représente un défi majeur pour le secteur. L’accent mis sur une gestion simplifiée réduit les frais d’exploitation, ce qui permet aux organisations de déployer et de gérer un stockage haute performance sans expertise spécialisée.

Accélérer l’innovation dans tous les secteurs

L’impact d’une technologie de stockage avancée va bien au-delà des environnements HPC traditionnels. Nous avons obtenu des résultats remarquables dans divers secteurs. 

Dans la recherche génomique, l’Université d’Helsinki a exploité FlashBlade^® pour accélérer considérablement son travail sur le projet Birch Genome. « Il était important pour nous de faire les choses en parallèle, et le passage à FlashBlade nous a permis d’accélérer considérablement le processus », explique Jarkko Salojarvi, professeur adjoint en chef de projet. Avec FlashBlade qui leur permet d’exécuter jusqu’à quatre tâches en parallèle, l’équipe a franchi la moitié du projet en seulement 18 mois, réalisant plus de 550 assemblages génomiques contre moins de 100 dans la même période avec le traitement séquentiel.

Dans le domaine de l’AI à grande échelle, les entreprises ont fait confiance à FlashBlade pour faire évoluer efficacement leurs charges de travail d’AI. À mesure que les modèles d’AI gagnent en taille et en complexité, l’infrastructure de stockage devient de plus en plus essentielle pour obtenir des résultats positifs.

La voie à suivre : Le stockage comme catalyseur de la découverte

Comme nous l’avons dit plus tôt, même les systèmes informatiques les plus puissants ne peuvent fonctionner que aussi vite qu’ils peuvent accéder à leurs données. Pour que le HPC soit à la hauteur de son nom, la technologie de stockage jouera un rôle de plus en plus vital. La vision traditionnelle du stockage comme référentiel passif laisse place à une nouvelle compréhension : le stockage comme accélérateur actif des charges de travail informatiques.

En supprimant les goulets d’étranglement liés à l’accès aux données, les solutions telles que FlashBlade//EXA ne prennent pas seulement en charge les charges de travail HPC : elles transforment fondamentalement ce qui est possible. Les chercheurs peuvent travailler avec des ensembles de données plus volumineux, exécuter des simulations plus complexes et itérer plus rapidement, ce qui accélère le rythme de découverte.

La vision de Pure Storage pour le stockage HPC associe des performances sans précédent à une simplicité radicale. Nous sommes convaincus qu’en éliminant les goulets d’étranglement et la complexité du stockage, nous pouvons contribuer à libérer la nouvelle génération de innovations scientifiques et technologiques.

Dans un monde où la puissance de calcul continue de croître de manière exponentielle, disposer d’une infrastructure de stockage capable de suivre le rythme n’est pas seulement un avantage, c’est une nécessité. L’avenir du HPC en dépend.

FlashBlade//EXA

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