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Les GPU, moteurs de l’avenir de l’informatique

Hamish Chamberlayne, responsable des actions durables internationales, et Richard Clode, gérant de portefeuille de valeurs technologiques, expliquent comment ces minuscules puces graphiques jouent un rôle déterminant dans la transformation numérique à l'échelle mondiale.

Hamish Chamberlayne, CFA

Hamish Chamberlayne, CFA

Responsable Actions durables internationales | Gérant de portefeuille


Richard Clode, CFA

Richard Clode, CFA

Gestionnaire de portefeuille


8 sept. 2022
7 minutes de lecture

Principaux points à retenir :​

  • Grâce à une utilisation plus intelligente de l'énergie, les GPU réduisent les pressions énergétiques pesant sur les centres de données liées à leur gigantesque puissance de calcul
  • En tant que principaux catalyseurs de l'entraînement des modèles d’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage profond (deep learning), les GPU seront essentielles pour accompagner la transformation numérique des processus et des entreprises.
  • Selon nous, l'adoption progressive de modèles économiques à faible émission de carbone est une condition indispensable au succès à long terme des entreprises, et nous sommes convaincus que la technologie peut faciliter cette transition.

Les unités de traitement graphique (GPU) vont façonner l’avenir de l’informatique. Conçue pour le traitement parallèle, une GPU est une carte de circuit électronique spécialisée qui fonctionne en marge du cerveau de l’ordinateur, l’unité centrale de traitement (CPU), pour améliorer les performances du calcul. Si vous lisez cet article sur un appareil électronique, une GPU alimente probablement votre écran.

Alors que les GPU servaient initialement aux graphiques informatiques et au traitement d'images pour l'informatique personnelle et professionnelle, les applications se sont considérablement élargies grâce aux progrès technologiques. La loi de Moore – le fait que le nombre de transistors dans un circuit intégré double tous les deux ans tandis que les coûts informatiques sont réduits de moitié – a démocratisé l'utilisation des GPU en les rendant moins onéreuses et plus facilement disponibles, accélérant ainsi leur adoption dans de nombreux secteurs d'activité. Aujourd’hui, les GPU à haute performance sont au cœur de nombreuses technologies et seront à la base de la prochaine génération de plateformes informatiques.

La puissance du parallélisme : les applications pour l'IA et le deep learning

Les GPU ont vocation à exécuter simultanément un grand nombre de tâches afin d’augmenter l’efficacité du calcul et d’améliorer les performances globales des appareils. Si ces capacités sont bénéfiques aux utilisateurs finaux comme les adeptes des jeux vidéo qui bénéficient ainsi de graphismes de haute qualité en temps réel, elles peuvent également servir à des applications plus « sérieuses ».

Grâce à leur capacité à traiter de grands ensembles de données en parallèle, les GPU sont en mesure d'entraîner des modèles d’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage profond qui nécessitent un traitement parallèle intense de centaines de milliers de réseaux de neurones simultanément. Les applications en matière d'apprentissage profond est très large, allant des services Web à l’amélioration du fonctionnement des véhicules autonomes en passant par la recherche médicale.

Comment les GPU peuvent-elles être utilisés pour identifier les maladies génétiques ? Les méthodes traditionnelles d'identification des variantes génétiques associées à une maladie spécifique sont longues et fastidieuses, ce qui oblige les experts à analyser les trois milliards de paires de base d'ADN d'une personne pour trouver la modification qui provoque la maladie. Cependant, la faculté de médecine de l’Université de Stanford a prouvé que l’utilisation de modèles d'apprentissage profond à base de GPU pouvait réduire le temps de diagnostic de six à huit semaines, voire le ramener à 7,5 heures dans certains cas. Ce gain de temps peut sauver la vie des patients gravement malades et témoigne de l'impact positif de ces modèles.1

La dématérialisation au service de la décarbonation

Bien que les GPU aient déjà eu un impact positif sur les grands défis du monde réel, les opportunités d'innovation dans tous les secteurs d'activité n'ont pas encore été complètement explorées. Les applications de l'IA et de l'apprentissage profond sont essentielles pour façonner l'avenir numérique, et cela devient déjà une réalité avec l'essor de la dématérialisation. Cette tendance affectant déjà tous les secteurs, développer des capacités technologiques efficaces et puissantes est essentiel pour accompagner les entreprises dans leur transformation numérique.

En ce qui concerne son impact, nous pensons que la numérisation joue un rôle positif dans le développement économique et l’autonomisation sociale, et nous constatons également un alignement étroit entre la numérisation et la décarbonation. La dématérialisation a crée des « failles » dans les fonctions analogiques traditionnelles, favorisant la transparence des données et dotant les entreprises et les individus des connaissances nécessaires pour prendre des décisions plus avisées en matière de consommation, de production et de réduction de l'énergie en fonction de leurs comportements actuels. Par exemple, des objectifs ambitieux visant à réduire les émissions de carbone et à atteindre les objectifs climatiques peuvent bénéficier de l’extraction, de la transformation et de l’analyse des données pour déterminer la meilleure ligne de conduite.

La numérisation a commencé à pénétrer et à faire progresser les pratiques traditionnelles – les fabricants intègrent les nouvelles technologies dans les processus industriels pour optimiser la production, les gestionnaires de bâtiments utilisent des technologies intelligentes et l’analyse des données pour s’assurer que l’énergie n’est consommée qu'en cas de nécessité, et les systèmes de transport intelligents analysent les données de trafic pour réduire les embouteillages, la consommation de carburant et les émissions. Par ailleurs, de nombreux services numériques ont commencé à remplacer les méthodes traditionnelles qui nécessitent souvent une consommation d’énergie plus intense, comme les visioconférences pour réduire les voyages d’affaires, ce qui réduit l’empreinte carbone à l’échelle mondiale.

Les sources énergétiques des technologies ont-t-elle un coût ?

Dans le cadre de la transformation numérique mondiale, l’énergie considérable nécessaire au calcul à haute performance est l'un des principaux défis à relever. Il est donc important pour nous de déterminer le coût énergétique réel exigé par le volet technologique et ce qui peut être fait pour réduire la consommation globale d'énergie.

Un malentendu existe actuellement, selon lequel une utilisation accrue des centres de données équivaudrait à une augmentation de la demande d’énergie. Selon l'Agence internationale de l'énergie (IEA), l'utilisation énergétique des centres de données est restée stable malgré leur utilisation accrue et l'explosion du trafic Internet – graphique 1. Cette disparité s'explique par des systèmes et des processus plus efficaces. Les GPU minimisent les pressions énergétiques exercées par les capacités de calcul à haute performance sur les centres de données. Pour les applications d’IA, certains GPU peuvent être jusqu’à 42 fois plus économes en énergie que les processeurs traditionnels. Parallèlement, certains gros centres de données («hyperscale») à base de GPU utilisent seulement 2 % des espaces de stockage des serveurs (rack), soit nettement moins que les systèmes recourant à des CPU. 2 En bref, les GPU ont un potentiel gigantesque. Grâce à leurs capacités, ils permettent de minimiser sensiblement la consommation d'énergie.

Graphique 1 : l'énergie utilisée par les centres de données stagne


Source: IEA, Global trends in internet traffic, data centres workloads and data centre energy use, 2010-2020, IEA, Paris https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-trends-in-internet-traffic-data-centres-workloads-and-data-centre-energy-use-2010-2020

Le chemin vers la neutralité carbone

Comme tous les secteurs d'activité, la technologie devra jouer son rôle pour lutter contre le changement climatique et réduire sa propre empreinte environnementale, afin d’atteindre la neutralité carbone. En 2020, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a publié son rapport annuel Tracking Clean Energy Progress, qui fait le bilan des technologies et des secteurs qui sont essentiels, dans le domaine énergétique, pour juguler le réchauffement climatique. Sur 46 secteurs, l'AIE a désigné les centres de données et les réseaux de transmission de données comme l'un des six seuls secteurs en capacité de répondre à son scénario de développement durable. Cependant, l'augmentation de l'utilisation d'Internet à l'échelle mondiale pendant la pandémie de COVID-19, sous l'effet de l'augmentation du streaming vidéo, des visioconférences, des jeux en ligne et des réseaux sociaux, a contraint l'AIE à réclamer « plus d'efforts » à ce secteur dans son rapport 2021.3

Nous pensons néanmoins qu'il est essentiel de mettre l'accent sur l'amélioration continue de l'efficacité des infrastructures des centres de données pour atteindre la neutralité carbone, en renforçant le rôle des GPU dans l'émergence d'un monde numérique durable.

Les conséquences éthiques de l'IA

Bien que la généralisation de l’IA présente de nombreux avantages, son adoption à grande échelle présente des risques importants sur le plan éthique.

Lorsque l’IA est moins chère, plus rapide et plus intelligente que la main-d’œuvre humaine, elle peut la remplacer. Les chatbots se sont substitués aux équipes des centres d’appels en raison de la capacité de traitement du langage naturel de l’IA, de nombreux employés d’usine ont été remplacés par des machines automatisées et des robots-taxis pourraient bientôt prendre la place des chauffeurs humains. Nous reconnaissons l'impact que cela pourrait avoir sur l'emploi, en particulier dans les secteurs concentrés, et nous pensons qu'il est essentiel d'étudier les conséquences à long terme sur la société dans ces cas précis. Cependant, nous constatons que confier certaines tâches monotones à l'IA a des avantages manifestes. En libérant le capital humain, l'IA offre aux individus la possibilité d'assumer des rôles plus épanouissants qui leur sont inaccessibles – comme la formation personnelle, la conception créative et l'enseignement. Ce faisant, nous sommes convaincus que la société pourrait y gagner dans son ensemble.

Il faut également avoir conscience des applications potentiellement négatives de cette technologie. Le gouvernement américain est récemment intervenu pour restreindre l'exportation en Chine de puces GPU haut de gamme produites par nVIDIA afin d'empêcher certaines sociétés chinoises de procéder à une surveillance de masse, notamment dans le cas de la population musulmane des Ouïghours. Nous sommes favorables à toute restriction visant à réduire les menaces éthiques potentielles pesant sur la société.

Certaines entreprises, dont nVIDIA, ont également déployé des politiques éthiques pour mettre en œuvre des principes « dignes de confiance » en matière d'IA dans l’écosystème de leurs produits. Selon nous, placer des principes éthiques au cœur de la conception et du développement des produits afin de promouvoir des changements positifs et d'accroître la transparence dans le développement de l'IA est source de valeur.

Conclusion

La dématérialisation sera la pierre angulaire de notre avenir. Après des débuts modestes, les GPU sont devenues l’un des pourvoyeurs les plus essentiels de l’innovation et de la transformation numérique pour la société. Nous pensons également que l'informatique de prochaine génération sera cruciale pour atteindre les objectifs mondiaux de durabilité. Dans le cadre de l’analyse de chaque entreprise, nous pensons que l'adoption de modèles économiques à faible émission de carbone est une condition indispensable au succès long terme des entreprises, et nous sommes convaincus que la technologie peut faciliter cette transition

 
1 Blog Nvidia, « World Record-Setting DNA Sequencing Technique Helps Clinicians Rapidly Diagnosose Critical Care Patients », 2022
2 Nvidia, rapport RSE, 2021
3 Agence internationale de l’énergie, Rapport Tracking Clean Energy Progress, 2022

Apprentissage profond : intégration d'un gros volume de données dans un système informatique pour qu'il puisse prendre des décisions concernant d'autres données. Ces données sont alimentées par des réseaux neuronaux – des constructions logiques qui posent une série de questions binaires vrai/faux, ou extraient une valeur numérique, de toutes les données qui les traversent, et les classent en fonction des réponses reçues.

Les opinions exprimées sont celles de l'auteur au moment de la publication et peuvent différer de celles d'autres personnes/équipes de Janus Henderson Investors. Les références faites à des titres individuels ne constituent pas une recommandation d'achat, de vente ou de détention d'un titre, d'une stratégie d'investissement ou d'un secteur de marché, et ne doivent pas être considérées comme rentables. Janus Henderson Investors, son conseiller affilié ou ses employés peuvent avoir une position dans les titres mentionnés.

 

Les performances passées ne préjugent pas des résultats futurs. Toutes les données de performance tiennent compte du revenu, des gains et des pertes en capital mais n'incluent pas les frais récurrents ou les autres dépenses du fonds.

 

La valeur d’un investissement et ses rendements peuvent augmenter ou diminuer et vous pourriez ne pas récupérer l’intégralité du montant investi à l’origine.

 

Les informations contenues dans cet article ne constituent pas une recommandation d'investissement.

 

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Le Janus Henderson Horizon Fund (le « Fonds ») est une SICAV de droit luxembourgeois immatriculée le 30 mai 1985, gérée par Janus Henderson Investors Europe S.A. Janus Henderson Investors Europe S.A. peut décider de mettre fin aux modalités de commercialisation de cet Organisme de Placement Collectif conformément à la réglementation en vigueur. Ce document est une communication promotionnelle. Veuillez vous reporter au prospectus de l'OPCVM et au DICI avant de prendre toute décision finale d'investissement.
    Specific risks
  • Les actions/parts peuvent perdre rapidement de la valeur et impliquent généralement des niveaux de risques plus élevés que les obligations ou les instruments du marché monétaire. La valeur de votre placement peut par conséquent chuter.
  • Les actions des sociétés petites et moyennes peuvent être plus volatiles que celles des grandes sociétés, et il peut parfois s’avérer difficile de valoriser ou de vendre des actions au prix ou dans le délai souhaités, ce qui augmente le risque de pertes.
  • Un Fonds fortement exposé à une région géographique ou à un pays donné implique des risques plus importants qu’un Fonds plus largement diversifié.
  • Ce Fonds peut avoir un portefeuille particulièrement concentré par rapport à son univers d’investissement ou à d’autres fonds de son secteur. Un événement défavorable, même s’il n’affecte qu’un petit nombre de holdings, peut entraîner une volatilité ou des pertes importantes pour le Fonds.
  • Le Fonds adopte une approche d’investissement durable, ce qui peut entraîner une surpondération et/ou une sous-pondération dans certains secteurs et donc une performance différente de celle des fonds qui ont un objectif similaire, mais qui n’intègrent pas de critères d’investissement durable dans la sélection des titres.
  • Le Fonds peut avoir recours à des instruments dérivés dans le but de réduire le risque ou de gérer le portefeuille plus efficacement. Toutefois, cela introduit d’autres risques, et en particulier celui qu’une contrepartie à un instrument dérivé ne respecte pas ses obligations contractuelles.
  • Si le Fonds détient des actifs dans des devises autres que la devise de référence du Fonds ou si vous investissez dans une catégorie d’actions/de parts d’une devise différente de celle du Fonds (sauf si elle est «couverte»), la valeur de votre investissement peut être soumise aux variations des taux de change.
  • Lorsque le Fonds, ou une catégorie d’actions/de parts couverte, vise à atténuer les fluctuations de change d’une devise par rapport à la devise de référence, la stratégie elle-même peut créer un impact positif ou négatif relativement à la valeur du Fonds en raison des différences de taux d’intérêt à court terme entre les devises.
  • Les titres du Fonds peuvent devenir difficiles à valoriser ou à céder au prix ou au moment désiré, surtout dans des conditions de marché extrêmes où les prix des actifs peuvent chuter, ce qui augmente le risque de pertes sur investissements.
  • Le Fonds peut perdre de l’argent si une contrepartie avec laquelle le Fonds négocie ne veut ou ne peut plus honorer ses obligations, ou en raison d’un échec ou d’un retard dans les processus opérationnels ou de la défaillance d’un fournisseur tiers.
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  • Les actions/parts peuvent perdre rapidement de la valeur et impliquent généralement des niveaux de risques plus élevés que les obligations ou les instruments du marché monétaire. La valeur de votre placement peut par conséquent chuter.
  • Les actions des sociétés petites et moyennes peuvent être plus volatiles que celles des grandes sociétés, et il peut parfois s’avérer difficile de valoriser ou de vendre des actions au prix ou dans le délai souhaités, ce qui augmente le risque de pertes.
  • Un Fonds fortement exposé à une région géographique ou à un pays donné implique des risques plus importants qu’un Fonds plus largement diversifié.
  • Le Fonds est axé sur des secteurs ou des thématiques d’investissement particuliers, et peut être fortement touché par des facteurs tels que les modifications des règlementations gouvernementales, la concurrence accrue sur les prix, les progrès technologiques et d’autres événements défavorables.
  • Le Fonds adopte une approche d’investissement durable, ce qui peut entraîner une surpondération et/ou une sous-pondération dans certains secteurs et donc une performance différente de celle des fonds qui ont un objectif similaire, mais qui n’intègrent pas de critères d’investissement durable dans la sélection des titres.
  • Le Fonds peut avoir recours à des instruments dérivés dans le but de réduire le risque ou de gérer le portefeuille plus efficacement. Toutefois, cela introduit d’autres risques, et en particulier celui qu’une contrepartie à un instrument dérivé ne respecte pas ses obligations contractuelles.
  • Si le Fonds détient des actifs dans des devises autres que la devise de référence du Fonds ou si vous investissez dans une catégorie d’actions/de parts d’une devise différente de celle du Fonds (sauf si elle est «couverte»), la valeur de votre investissement peut être soumise aux variations des taux de change.
  • Lorsque le Fonds, ou une catégorie d’actions/de parts couverte, vise à atténuer les fluctuations de change d’une devise par rapport à la devise de référence, la stratégie elle-même peut créer un impact positif ou négatif relativement à la valeur du Fonds en raison des différences de taux d’intérêt à court terme entre les devises.
  • Les titres du Fonds peuvent devenir difficiles à valoriser ou à céder au prix ou au moment désiré, surtout dans des conditions de marché extrêmes où les prix des actifs peuvent chuter, ce qui augmente le risque de pertes sur investissements.
  • Le Fonds peut perdre de l’argent si une contrepartie avec laquelle le Fonds négocie ne veut ou ne peut plus honorer ses obligations, ou en raison d’un échec ou d’un retard dans les processus opérationnels ou de la défaillance d’un fournisseur tiers.
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  • Un Fonds fortement exposé à une région géographique ou à un pays donné implique des risques plus importants qu’un Fonds plus largement diversifié.
  • Le Fonds est axé sur des secteurs ou des thématiques d’investissement particuliers, et peut être fortement touché par des facteurs tels que les modifications des règlementations gouvernementales, la concurrence accrue sur les prix, les progrès technologiques et d’autres événements défavorables.
  • Ce Fonds peut avoir un portefeuille particulièrement concentré par rapport à son univers d’investissement ou à d’autres fonds de son secteur. Un événement défavorable, même s’il n’affecte qu’un petit nombre de holdings, peut entraîner une volatilité ou des pertes importantes pour le Fonds.
  • Le Fonds peut avoir recours à des instruments dérivés dans le but de réduire le risque ou de gérer le portefeuille plus efficacement. Toutefois, cela introduit d’autres risques, et en particulier celui qu’une contrepartie à un instrument dérivé ne respecte pas ses obligations contractuelles.
  • Si le Fonds détient des actifs dans des devises autres que la devise de référence du Fonds ou si vous investissez dans une catégorie d’actions/de parts d’une devise différente de celle du Fonds (sauf si elle est «couverte»), la valeur de votre investissement peut être soumise aux variations des taux de change.
  • Lorsque le Fonds, ou une catégorie d’actions/de parts couverte, vise à atténuer les fluctuations de change d’une devise par rapport à la devise de référence, la stratégie elle-même peut créer un impact positif ou négatif relativement à la valeur du Fonds en raison des différences de taux d’intérêt à court terme entre les devises.
  • Les titres du Fonds peuvent devenir difficiles à valoriser ou à céder au prix ou au moment désiré, surtout dans des conditions de marché extrêmes où les prix des actifs peuvent chuter, ce qui augmente le risque de pertes sur investissements.
  • Le Fonds peut perdre de l’argent si une contrepartie avec laquelle le Fonds négocie ne veut ou ne peut plus honorer ses obligations, ou en raison d’un échec ou d’un retard dans les processus opérationnels ou de la défaillance d’un fournisseur tiers.
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  • Les actions/parts peuvent perdre rapidement de la valeur et impliquent généralement des niveaux de risques plus élevés que les obligations ou les instruments du marché monétaire. La valeur de votre placement peut par conséquent chuter.
  • Les actions des sociétés petites et moyennes peuvent être plus volatiles que celles des grandes sociétés, et il peut parfois s’avérer difficile de valoriser ou de vendre des actions au prix ou dans le délai souhaités, ce qui augmente le risque de pertes.
  • Le Fonds adopte une approche d’investissement durable, ce qui peut entraîner une surpondération et/ou une sous-pondération dans certains secteurs et donc une performance différente de celle des fonds qui ont un objectif similaire, mais qui n’intègrent pas de critères d’investissement durable dans la sélection des titres.
  • Le Fonds peut avoir recours à des instruments dérivés dans le but de réduire le risque ou de gérer le portefeuille plus efficacement. Toutefois, cela introduit d’autres risques, et en particulier celui qu’une contrepartie à un instrument dérivé ne respecte pas ses obligations contractuelles.
  • Si le Fonds détient des actifs dans des devises autres que la devise de référence du Fonds ou si vous investissez dans une catégorie d’actions/de parts d’une devise différente de celle du Fonds (sauf si elle est «couverte»), la valeur de votre investissement peut être soumise aux variations des taux de change.
  • Lorsque le Fonds, ou une catégorie d’actions/de parts couverte, vise à atténuer les fluctuations de change d’une devise par rapport à la devise de référence, la stratégie elle-même peut créer un impact positif ou négatif relativement à la valeur du Fonds en raison des différences de taux d’intérêt à court terme entre les devises.
  • Les titres du Fonds peuvent devenir difficiles à valoriser ou à céder au prix ou au moment désiré, surtout dans des conditions de marché extrêmes où les prix des actifs peuvent chuter, ce qui augmente le risque de pertes sur investissements.
  • Le Fonds peut perdre de l’argent si une contrepartie avec laquelle le Fonds négocie ne veut ou ne peut plus honorer ses obligations, ou en raison d’un échec ou d’un retard dans les processus opérationnels ou de la défaillance d’un fournisseur tiers.
  • Le portefeuille d'actions du Fonds a adopté un style d'investissement centré sur la valeur, qui privilégie certains types de sociétés. De ce fait, il peut afficher des performances nettement inférieures ou supérieures à celles du marché en général.