Contexte et objectifs
En été 2003, l’université Virginia Tech a lancé le projet System X, un cluster de 1 100 Power Mac G5 destiné à atteindre 10 téraflops. L’objectif était de placer l’institution parmi les plus puissantes plateformes de calcul scientifique, tout en maîtrisant les coûts : le budget total s’est élevé à 5,2 M$ contre les 400 M$ dépensés pour l’Earth Simulator, alors le supercalculateur le plus rapide.
Le cluster devait servir les chercheurs et les étudiants, qui pouvaient réserver du temps de calcul gratuitement, ce qui contraste avec les modèles propriétaires des grands fournisseurs de cloud.
Architecture matérielle
Chaque nœud était un Power Mac G5 à double processeur 2,0 GHz PowerPC G5, équipé de 4 Go de RAM DDR400, d’un disque SATA de 160 Go et d’une carte Mellanox InfiniBand PCI‑X. L’absence de mémoire ECC a été notée comme une faiblesse potentielle pour la fiabilité des calculs à long terme. Tous les nœuds tournaient sous Mac OS X 10.2.7, avec une migration prévue vers Panther.
Le réseau interne reposait sur plus de 1 700 connexions InfiniBand (câblage réalisé en 10 jours par cinq techniciens) et 1 200 connexions Ethernet (câblage en 14 jours). Cette topologie à faible latence était essentielle pour les applications nécessitant des échanges fréquents entre processeurs, comme la modélisation climatique ou la physique nucléaire.
Analyse de performance et limites
À sa mise en service à l’automne 2003, System X s’est classé troisième au classement TOP500, devenant le supercalculateur académique le plus rapide. Le ratio coût/performance était exceptionnel : 5,2 M$ pour 10 TFLOPS, soit environ 0,52 M$/TFLOP, contre plus de 40 M$/TFLOP pour les systèmes contemporains basés sur du silicium propriétaire.
Cependant, la forme en tour des Power Mac G5 a entraîné une densité énergétique et spatiale inférieure aux serveurs en rack. Le besoin d’un grand nombre de câbles et de main‑d’œuvre pour l’installation a augmenté la complexité opérationnelle. De plus, le manque de mémoire ECC a limité la tolérance aux fautes, un critère crucial pour les simulations de longue durée.
Évolution vers Xserve G5
En janvier 2004, Apple a présenté le Xserve G5, un serveur 1U intégrant le même processeur PowerPC G5 mais avec jusqu’à 8 Go de RAM ECC, trois baies SATA hot‑plug (jusqu’à 750 Go) et deux slots PCI‑X capables de plus d’un gigaoctet par seconde. Chaque Xserve délivrait plus de 30 gigaflops, soit 60 % de performance supplémentaire par rapport aux Xserve G4. Cette évolution a directement tiré parti des innovations de System X, offrant une solution plus compacte, plus fiable et plus facile à gérer pour les centres de calcul universitaires.
