Le rôle du calcul accéléré dans la réduction de la consommation d’énergie

Les entreprises s’appuient de plus en plus sur des systèmes informatiques puissants hébergés dans des centres de données pour leurs charges de travail. À mesure que le marché des centres de données se développe, à un taux de croissance estimé à 10,5 % de 2024 à 2030¹la consommation d’énergie est devenue une préoccupation majeure. Les centres de données consomment environ 1 à 2 % de l’électricité mondiale²qui devrait doubler d’ici 2030. Cela représente beaucoup d’énergie.

Sans l’évolution des plates-formes de centres de données, des sources d’énergie et des opérations pour répondre à cette demande, la croissance des centres de données ne sera pas durable sur le plan financier ou environnemental. Les besoins énergétiques sont trop élevés et les anciennes méthodes d’amélioration des performances ne suffisent plus. C’est là que le calcul accéléré³alimenté par des unités de traitement graphique (GPU), s’est imposé comme une solution transformatrice. Cette solution, lorsqu’elle est optimisée pour réduire les émissions et la consommation d’énergie, constitue notre meilleure voie vers une informatique durable.⁴.

Trouver l’équilibre avec l’informatique accélérée

Alors que les entreprises s’efforcent de réduire leurs émissions tout en offrant un débit de calcul accru à l’ère de l’IA et du Big Data, l’informatique accélérée est devenue essentielle pour atteindre ces objectifs. En passant des serveurs traditionnels équipés uniquement de CPU aux systèmes accélérés par GPU, les centres de données peuvent réaliser d’énormes gains en termes d’efficacité énergétique.⁵ et améliorer les performances.

La loi de Moore, qui prévoyait que le nombre de transistors sur une puce doublerait environ tous les deux ans, augmentant ainsi de façon exponentielle la puissance de calcul, a considérablement ralenti. Cela n’a entraîné qu’une amélioration marginale des performances des processeurs au cours des dernières générations, avec une augmentation proportionnelle de la consommation d’énergie. C’est pourquoi nous assistons à une « inflation des centres de données », où les coûts informatiques augmentent rapidement pour répondre à la demande croissante. En revanche, les GPU récupèrent les performances et l’efficacité gaspillées par les CPU, revenant à une courbe de croissance exponentielle.

Il est utile de faire la différence entre l’électricité et l’énergie pour saisir les économies potentielles. La puissance mesure le taux de consommation d’énergie, tandis que l’énergie représente la capacité de travail utilisée pour accomplir une tâche.

Considérez l’énergie comme un carburant et la puissance comme la vitesse et la distance à laquelle le carburant est brûlé. Imaginez transporter une grande quantité de marchandises. Cela peut sembler une grosse dépense énergétique, mais utiliser un train est plus efficace si l’on considère le volume et la distance. Un train peut transporter beaucoup de marchandises en un seul voyage, parcourant facilement des centaines de kilomètres. Utiliser des camions pour transporter la même quantité de marchandises nécessiterait plusieurs véhicules et déplacements, ce qui augmenterait considérablement la consommation de carburant. Ainsi, les trains offrent une solution de transport en vrac plus économe en énergie et plus pratique que les camions, économisant du carburant et du temps.

De même, l’informatique accélérée aide les entreprises à trouver le juste équilibre en réduire la consommation et les coûts énergétiques globaux pour les charges de travail gourmandes en calcul. Les GPU peuvent consommer plus d’énergie aux heures de pointe que les CPU, mais exécutent les tâches beaucoup plus rapidement. Lorsque l’on compare la consommation totale d’énergie, les GPU consomment moins d’énergie et fournissent des résultats plus rapides, ce qui en fait une option supérieure pour des tâches telles que le développement de grands modèles de langage et de simulations.

Cette distinction entre puissance et énergie est cruciale pour concevoir des systèmes efficaces et analyser les modèles de consommation d’énergie, ce qui s’applique à des domaines tels que l’ingénierie, la physique, les sciences de l’environnement et l’économie.

Application du monde réel

Les pratiques informatiques accélérées peuvent améliorer l’efficacité énergétique, réduire les émissions de carbone et améliorer les performances et la productivité. Lorsqu’elle est combinée à l’intégration de sources d’énergie renouvelables comme l’énergie éolienne et solaire, l’informatique durable rationalise la transition vers les objectifs de zéro émission nette.

Dans les centres de données optimisés, le calcul accéléré alimente la formation et l’inférence de l’IA. Cela a permis d’utiliser l’IA pour différents types de simulations scientifiques, depuis l’exploration de la dynamique moléculaire jusqu’à la compréhension de la physique de la fusion.

Un cas d’utilisation de l’IA pour la durabilité et la sécurité publique est sa capacité à gérer les incendies de forêtqui deviennent de plus en plus fréquentes et graves en raison du changement climatique. L’année dernière, le Canada a vu les émissions de carbone dues aux incendies de forêt atteindre des niveaux records, tandis que la Grèce a connu le plus grand incendie documenté dans l’Union européenne. Les incendies de forêt extrêmes devraient augmenter de 14 % d’ici 2030 et de 30 % d’ici 2050.⁶.

Le calcul accéléré améliore la capacité à lutter contre ces catastrophes naturelles en prévoyant avec précision les menaces et en permettant le positionnement stratégique des équipements d’extinction d’incendie. De plus, l’utilisation de jumeaux numériques pour simuler les incendies de forêt permet de prédire avec précision la propagation et de mettre en œuvre des contre-mesures efficaces.

Cette technologie aide également les secteurs à forte teneur en carbone tels que l’aviation en augmentant le rendement énergétique grâce à des améliorations de la conception des moteurs et en renforçant la sécurité grâce à de meilleurs programmes de maintenance préventive. De telles mesures contribuent à réduire l’empreinte carbone et à éviter des pannes de pièces désastreuses.

Adopter la durabilité

Les limites des processeurs traditionnels et la fin de la loi de Moore nous orientent vers un avenir où le calcul accéléré est nécessaire. En adoptant l’informatique accélérée, les chefs d’entreprise peuvent récupérer l’immense gaspillage inhérent aux systèmes pilotés par CPU. Ce changement promet un bond monumental en termes de performances par watt, réduisant considérablement les coûts, la consommation d’énergie et les émissions de carbone.

Grâce à l’informatique accélérée, les centres de données peuvent se transformer en usines d’IA économes en énergie, réalisant ainsi des économies et une efficacité extraordinaires. La voie à suivre est claire : tout accélérer pour le bien d’une informatique durable.

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