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Financé au titre de: FP7-ICT

En vedette - Un partenariat paneuropéen pour des superordinateurs [Imprimer en PDF] [Imprimer en RTF]

La simulation est devenue le troisième pilier de la science moderne, avec la théorie et l'expérience. Mais toute simulation demande une grande puissance de calcul, qu'elle porte sur le changement climatique ou l'astrophysique. Un projet financé par l'UE contribue à mettre des ressources de superordinateur sans précédent à la disposition des scientifiques.
En vedette - Un partenariat paneuropéen pour des superordinateurs
Créé en mai 2010 sous forme d'association à but non lucratif, le Partnership for Advanced Computing (PRACE) est aujourd'hui l'un des principaux fournisseurs mondiaux d'informatique haute performance (HPC) auprès des scientifiques. Le partenariat regroupe les investissements nationaux de plusieurs pays d'Europe. Il fournit aux chercheurs européens un accès par Internet aux ressources informatiques pour une large variété d'utilisations dans presque tous les domaines scientifiques. Sa mise en place est l'une des phases d'implémentation prévues pour les prochaines années. Elle sera soutenu par le PRACE-1IP («PRACE first implementation phase»), lequel bénéficie d'un financement de 20 millions d'euros de la Commission européenne.

«La simulation est utilisée par quasiment toutes les disciplines pour s'attaquer à bon nombre des défis clés de la science et de la société», explique le Dr Thomas Eickermann, du centre de superordinateurs de Juliers en Allemagne. «Nous avons besoin de systèmes HPC pour modéliser les comportements météorologiques et le changement climatique, pour étudier les maladies et les effets des médicaments, pour concevoir de nouveaux matériaux, dans le domaine de l'astronomie, et même pour modéliser de nouvelles conceptions d'aéronefs…la liste est presque infinie.»

Le Dr Eickermann dirige la phase PRACE-1IP, au cours de laquelle des partenaires de 21 pays d'Europe cherchent à améliorer l'accès des chercheurs aux ressources de superordinateurs disponibles par l'intermédiaire de PRACE.

Une part essentielle de leur travail consiste à développer des technologies et techniques pour aider les chercheurs à exécuter des applications sur les machines HPC de PRACE. Il s'agit du portage (l'adaptation des applications pour être utilisées sur un environnement informatique différent de celui pour lequel elles ont été conçues) et des supercalculs pétaflopiques (l'optimisation des applications pour qu'elles fonctionnent sur le nombre extrêmement élevé de processeurs des machines HPC).

«PRACE est un grand pas en avant dans la mise à disposition de ressources de superordinateurs à une grande partie de la communauté scientifique européenne, mais il est inévitable que la demande en ressources HPC reste supérieure à l'offre», ajoute le Dr Eickermann. «Nous devons donc choisir avec soin les projets qui obtiennent le droit d'utiliser les ressources, et nous assurer qu'ils les utilisent le plus efficacement possible.»

Le choix des projets autorisés à accéder aux ressources HPC de PRACE est déterminé par l'examen de scientifiques et chercheurs, qui sélectionnent les demandes les plus prometteuses déposées lors des deux appels à propositions annuels. Une fois la sélection opérée, l'équipe du projet PRACE-1IP contribue à s'assurer que les chercheurs obtiennent le maximum des ressources disponibles.

Dans cette optique, PRACE-1IP et son successeur PRACE-2IP mettent en place six centres en Europe afin de former les chercheurs aux systèmes HPC. Le programme sur plusieurs années couvrira tous les domaines, depuis la programmation de systèmes de calcul parallèle et d'applications de dimensionnement jusqu'à la programmation d'accélérateurs tels que des processeurs graphiques généralistes (GP-GPU).

Les PRACE Advanced Training Centres (PATC) seront situés dans les locaux du Centro nacional de Supercomputación de Barcelone en Espagne, du CINECA-Consorzio Interuniversitario en Italie, du CSC-IT Centre for Science en Finlande, de l'EPCC de l'université d'Édimbourg au Royaume-Uni, du Gauss Centre for Supercomputing en Allemagne et de la Maison de la Simulation en France. Les chercheurs souhaitant suivre la formation trouveront des informations sur le site web de PRACE et auprès des sites d'accueil des centres de formation.

«Les systèmes HPC actuels ont une puissance de traitement sans précédent, et leur architecture évolue en permanence. La difficulté a toujours été de 'mettre à jour' les compétences des scientifiques et des programmeurs pour optimiser le rendement de ces systèmes et les résultats de recherche», explique le Dr Simon Wong, directeur de la formation de PRACE-2IP (la deuxième phase d'implémentation du projet, en cours) et directeur de l'enseignement et de la formation à l'ICHEC en Irlande.

Un autre point important du projet est de rester au courant des derniers développements et technologies en matière de HPC, et de mettre à niveau le matériel et le logiciel sur les sites de superordinateurs des partenaires.

Pour l'instant, PRACE a installé trois systèmes Tier-0. Trois autres suivront en 2012 en Allemagne, en Espagne, en France et en Italie, sur des sites qui consacrent la majeure partie de leurs ressources à la recherche paneuropéenne. Le partenariat compte également de nombreux sites Tier-1, principalement dédiés à la recherche nationale ou régionale, mais qui dédient aussi des ressources à PRACE.

Leur puissance de calcul se mesure en pétaflops, à savoir en millions de milliards de calculs en virgule flottante par seconde (flops). Chaque système Tier-0 de PRACE fournit actuellement au moins un pétaflop, mais on devrait atteindre l'exaflop (milliard de milliards de calculs à la seconde) dans les années à venir. Par comparaison, certains chercheurs estiment que le cerveau humain peut traiter 10 millions de milliards de calculs à la seconde (10 pétaflops).

«À ce jour, l'infrastructure PRACE a été utilisée par 36 projets pour l'équivalent de plus d'un milliard d'heures-cœur», indique le Dr Eickermann.

L'un des projets récemment lancés sur le système PRACE est aussi le plus gros. Baptisé «Joint weather and climate high-resolution global modelling: future weathers and their risks» et dirigé par le National Centre for Atmospheric Science au Royaume-Uni, il vise des simulations réalistes en haute résolution des conditions climatiques et des modèles météorologiques. L'objectif est d'améliorer la fidélité des simulations climatiques à l'échelle mondiale, et de mieux comprendre les risques météorologiques et climatiques en apportant des prévisions bien plus fiables du changement climatique. Il utilisera 144 millions d'heures-cœur de calcul du système HERMIT, le dernier Tier-0 à avoir été installé chez le partenaire GCS de Stuttgart.

D'autres nouveaux projets simuleront la circulation sanguine dans le corps humain, examineront les effets de l'irradiation sur les nanostructures, étudieront les effets gravitationnels des trous noirs dans l'espace, et aideront à mieux comprendre la chromosphère solaire, etc.

«L'accès aux ressources de superordinateurs est de plus en plus important pour la science moderne, et devrait contribuer à réaliser des percées majeures dans de nombreux domaines», remarque le Dr Eickermann.

Avant le partenariat PRACE, les ressources de superordinateurs étaient bien plus fragmentées en Europe, et leur accès était restreint par pays ou organisation. Aujourd'hui, c'est la communauté scientifique européenne qui détermine quels projets prometteurs doivent bénéficier en priorité des précieuses heures de calcul. Cette approche basée sur le mérite devrait maintenir ou renforcer la compétitivité scientifique européenne dans de nombreux domaines.

«Aux États-Unis, les ressources de superordinateurs sont fragmentées entre différentes agences et entités. En Asie, c'est entre les pays qu'elles sont fragmentées. PRACE apporte donc de nombreux atouts à la recherche européenne», souligne le Dr Eickermann.

Le projet PRACE-1IP a reçu un financement au titre du septième programme-cadre de l'UE (7e PC).

Liens utiles:

- site web du projet «PRACE first implementation phase»
- fiche de PRACE-1IP sur CORDIS

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Informations connexes

Numéro d'enregistrement: 88278 / Dernière mise à jour le: 2012-04-03
Domaine: TI, Télécommunications
Source d'information: CNECT story (fr)