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Mettre au point un système novateur qui permette d’exploiter pleinement le potentiel des supercalculateurs

Une initiative de l’UE a conçu et développé une plateforme informatique qui repose sur une nouvelle technologie de mémoire. Elle contribuera à améliorer les performances d’entrée/sortie (E/S) des systèmes de calcul haute performance (HPC).

Économie numérique

Grâce à leur capacité à établir, sur la base de simulations, un degré de prévisibilité d’une grande précision, les systèmes HPC sont de plus en plus utilisés dans diverses applications, couvrant pratiquement tous les secteurs et industries. La technologie HPC, qui utilise des milliers de processeurs travaillant en parallèle pour analyser des milliards de données en temps réel, présente encore un certain nombre de gageures. Les exigences plus complexes en matière de modélisation et de simulation scientifiques mettent en évidence la nécessité de disposer de systèmes HPC plus rapides que ceux pouvant actuellement effectuer plus de cent quadrillions d’opérations en virgule flottante par seconde (FLOPS). La prochaine étape sera l’informatique exascale, qui devrait pouvoir fournir au moins un exaFLOPS, soit un milliard de milliards, d’opérations par seconde. Ce niveau devrait être atteint d’ici 2021. La technologie Exascale permettra une modélisation et une simulation beaucoup plus précises, détaillées et à plus grande échelle que celles fournies par les systèmes existants, mais il reste plusieurs défis à relever. L’un des plus importants est le goulot d’étranglement E/S dû à une performance du système en matière d’E/S insuffisamment rapide. C’est précisément le problème abordé par le projet NEXTGenIO, financé par l’UE. Le site Internet du projet souligne que: «Les dispositifs actuels sont capables de traiter les données rapidement, mais ils sont limités par la vitesse à laquelle ils peuvent lire et écrire ces données. Cela représente une perte importante de temps et d’énergie dans le système. Pouvoir élargir, et in fine éliminer, ce goulot d’étranglement augmenterait considérablement les performances et l’efficacité des systèmes HPC.» Utilisant une nouvelle technologie de mémoire vive non volatile (NVRAM), le projet NEXTGenIO a conçu et construit un prototype de plateforme matérielle qui permet de réaliser des progrès gigantesques en termes de capacités E/S dans le domaine des supercalculateurs. La NVRAM est capable de récupérer les données stockées même après une coupure de courant. En plus du matériel, le projet a également développé une pile logicielle complète, qui est déployée sur le prototype. Ce nouveau système pourrait bien changer la donne en raison de sa capacité à combler le fossé entre la mémoire et le stockage. La Dre Michèle Weiland rattachée à l’EPCC, le centre de supercalcul de l’Université d’Édimbourg, entité coordinatrice du projet NEXTGenIO, résume les objectifs de ce projet dans un entretien accordé à «Primeur Magazine»: «Les objectifs du projet étaient d’éliminer autant que possible le goulot d’étranglement E/S des simulations HPC, et pas seulement des simulations HPC traditionnelles, mais également des applications à venir, à forte intensité de données et de type analyse de données. Le but était de tester et d’utiliser cette nouvelle technologie de mémoire pour réduire l’écart de performance existant entre la DRAM [mémoire vive dynamique] et les avancées en matière de puissance, et d’ajouter une couche intermédiaire.»

Un système opérationnel

La Dre Weiland ajoute que le système développé par le projet NEXTGenIO (Next Generation I/O for Exascale) continuera à fonctionner pendant trois ans. Dans la même interview, Adrian Jackson, également rattaché à l’EPCC ajoute: «Nous disposons désormais d’un système stable et utilisable et nous avons devant nous deux ou trois ans pour en faire bon usage. Ce sera beaucoup de travail de prendre les applications et de les optimiser, d’observer comment les utilisateurs vont les aborder et comment l’industrie va interagir.» Un article de presse publié sur «HPCwire» met en évidence plusieurs cas d’utilisation de la technologie HPC dans le cadre du projet. L’un de ces cas concerne le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), partenaire de projet. «En utilisant la plateforme NEXTGenIO, le CEPMMT a démontré qu’il était possible de sortir les données vers la nouvelle classe de mémoire et d’augmenter considérablement les performances.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet NEXTGenIO

Pays

Royaume-Uni

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