Un supercalculateur pour comprendre l’univers

Les Echos

 

Tous les Etats réalisent des investissements massifs dans le calcul intensif. C’est un instrument de souveraineté. » Pour Philippe Vannier, le président de Bull, le marché du « big data » va connaître un développement exponentiel et l’Europe aura fort à faire face à ses concurrents américains, chinois et japonais. La firme française vient d’inaugurer le supercalculateur Curie, installé dans le centre de calcul du CEA de Bruyères-le-Châtel, dans l’Essonne. Avec une puissance de calcul de 2 petaflops (soit 2 millions de milliards d’opérations par seconde), cette machine se classe au 9 e rang mondial et au 4 e rang européen, selon le bilan établi en juin par l’International Supercomputing Conference.

« La puissance de calcul de Curie lui permet de lire près de 2 milliards de livres en une seconde. Il est destiné à faire de la simulation numérique pour des chercheurs et des industriels  », résume Bernard Bigot, administrateur général du CEA. La firme française a fait du calcul à haute performance (HPC) un axe privilégié de son développement.

Les ambitions de la Chine

Trois disciplines sont particulièrement gourmandes en calcul numérique : les sciences du vivant, la cosmologie et la climatologie. Michel Caffarel, directeur de recherche au CNRS, compte ainsi sur Curie pour étudier le cheminement dans le cerveau de l’une des molécules impliquées dans la maladie d’Alzheimer (bêta-amyloïde). « Nous espérons comprendre comment ces molécules complexes s’accrochent entre elles », explique le chercheur français. Grâce à la simulation numérique, les chercheurs vont visualiser les liaisons chimiques au niveau atomique. « En décrivant le processus d’agrégation des protéines, nous allons mieux comprendre l’évolution de la maladie et analyser les différences entre l’homme et la souris », indique le biologiste du CNRS.

Jean-Michel Alimi, chercheur à l’Observatoire de Paris, est un spécialiste d’un phénomène encore plus complexe : l’évolution de l’univers. Son projet paraîtra totalement utopique au commun des mortels : simuler l’expansion de tout l’univers observable. « Cela consiste à analyser une sphère de 45 milliards d’années-lumière de rayon », précise l’astrophysicien parisien. Pour mener à bien ce programme, son équipe doit prendre en compte pas loin de 2.500 milliards de points de calcul.

« Ces travaux vont générer des quantités phénoménales de données », précise Jean-Michel Alimi. En climatologie, Curie va ouvrir la voie à la prévision météorologique au niveau planétaire, avec une résolution proche de 10 kilomètres.

Les machines actuelles paraissent pourtant modestes comparées à ce qui se mijote dans les bureaux d’études des constructeurs. « La génération de supercalculateurs qui arrivera sur le marché vers 2020 sera 1.000 fois plus puissante. Ce seront des machines de type Exascale [capables d’effectuer 1 milliard de milliards de calculs par seconde, NDLR]. Les Etats-Unis et la Chine ont pris des initiatives très fortes. En ce qui nous concerne, nous allons investir 400 millions d’euros sur huit ans, dont une moitié sur nos fonds propres et une moitié venant d’une subvention du ministère de la Recherche », précise Philippe Vannier.

Sur ce projet, le constructeur français est en concurrence avec les habituels champions du calcul intensif : IBM, Fujitsu ou Cray. Bull devra aussi compter avec le chinois Huawei, soutenu par le ministère de la Défense de l’empire du Milieu, qui vient d’annoncer ses ambitions dans ce domaine.

Paradoxalement, le défi le plus important à résoudre n’est pas dans l’architecture informatique qui associera plusieurs millions de microprocesseurs à coeurs multiples du commerce. « Le grand challenge, c’est la consommation électrique », précise Philippe Vannier. Curie a besoin d’environ 3,5 mégawatts (MW) pour tourner, autant qu’une ville de 9.000 habitants. En 2020, son successeur devra calculer 1.000 fois plus vite, avec un niveau de consommation sensiblement équivalent à celui d’aujourd’hui. Sans cette avancée, un ordinateur de type Exascale consommerait à lui seul la puissance électrique produite par un réacteur nucléaire actuel (1.300 MW).

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