Un écosystème renforcé pour les superordinateurs Mont-Blanc à base d'architecture ARM
Les processeurs à base ARM représentent un atout considérable pour l'autonomie de l'Europe dans le domaine de l'informatique haute performance (HPC). Reconnaissant ce potentiel, l'UE a facilité les recherches dans le cadre des projets Mont-Blanc, dont la première étape a débouché sur un prototype de grande taille basé sur une architecture ARM et utilisant plus de 1 000 SoC mobiles. Avec MONT-BLANC 2, l'équipe s'est essentiellement consacrée à l'amélioration des logiciels. L'écosystème qui s'est développé autour de Mont-Blanc a d'abord été étendu et consolidé: toutes les bibliothèques scientifiques et tous les systèmes d'exécution ont été portés vers ARMv8, la première architecture 64 bits d'ARM, et un écosystème complet d'outils de développement a été mis en place pour le débogage, l'analyse des performances, la prévision des performances et l'optimisation automatique du noyau. Les techniques de tolérance aux pannes et de résilience ont été améliorées pour une technologie du produit basée sur le système, de nouvelles architectures ont été explorées, des débouchés commerciaux ont été identifiés pour les plateformes à acquérir, et l'architecture informatique de Mont-Blanc a été mise à la disposition de la communauté scientifique. Enfin, les prototypes du projet ont été confiés à un ensemble d'utilisateurs de l'industrie, une étape cruciale vers une future exploitation commerciale. «L'utilisation que fait ARM de la propriété intellectuelle (IP) est vue très positivement non seulement par la Commission européenne, mais également par de nombreuses organisations majeures de la communauté européenne de l'informatique haute performance», déclare Filippo Mantovani, chercheur au Centre de calcul intensif de Barcelone et coordinateur technique de MONT-BLANC 2. «Alors que les plateformes informatiques modernes ont d'importantes contraintes en terme de consommation d'énergie, le marché des systèmes embarqués est très sensible à ce facteur et le leadership d'ARM sur ce marché nous aide à réduire la consommation de la nouvelle génération de superordinateurs. Le modèle économique d'ARM est d'autre part basé sur l'octroi de licences de propriété intellectuelle afin de fournir des solutions axées sur le client pour des secteurs spécifiques du marché, ce qui nous apporte plus de souplesse que le système de développement/déploiement 'monolithique' caractéristique de l'informatique haute performance», précise-t-il. Au-delà de l'écosystème d'outils, qui prend à la fois en charge les plateformes ARM et les modèles de programmation à base de tâches OpenMP/OmpSs, et de l'amélioration de la résilience mentionnée plus haut, le projet apporte également trois algorithmes dédiés à la gestion de la consommation, ainsi que le déploiement de cinq mini clusters, des assemblages de plateformes utilisant des kits de développement standard plutôt que des prototypes intégrés personnalisés. Du prototype au marché MONT-BLANC 2 étant maintenant achevé, le consortium va déjà de l'avant avec MONT-BLANC 3, qui vise notamment à «faire converger les contributions des deux précédentes étapes de Mont-Blanc en une approche globale vers une nouvelle génération de systèmes HPC.» Il a été confirmé que le prototype Mont-Blanc 3 intègrera des processeurs ARM ThunderX2 de Cavium, alors que ses nœuds de calcul seront basés sur la plateforme de supercalculateur Bull Sequana d'Atos, afin de tirer parti de cette infrastructure pour la gestion des clusters, le réseau, l'alimentation et le refroidissement. «Bull, qui fait maintenant partie du groupe Atos, est l'un des partenaires historiques du consortium. Dès le début, Bull a développé le système prototype en appliquant les mêmes processus que pour ses systèmes commerciaux, avec l'objectif de concevoir un système pouvant être fabriqué à l'échelle industrielle», explique M. Mantovani. Depuis les premières étapes du projet, tout a été fait pour attirer l'industrie et développer l'adoption de l'architecture ARM par la communauté de l'informatique haute performance. En janvier, MONT-BLANC 2 s'est achevé avec un atelier intitulé «ARM: on the road to HPC» qui a réuni environ 120 personnes. L'Alliance GW3 y a en particulier présenté Isambard, un système HPC basé sur les mêmes processeurs que le prototype Mont-Blanc 3 et dont le développement est mené par l'Université de Bristol, qui est également un partenaire de MONT-BLANC 2. Cette dynamique peut-elle permettre à ARM de prendre le contrôle du marché HPC? «La communauté de l'informatique haute performance est traditionnellement conservatrice en ce qui concerne les nouvelles technologies comme ARM ou les modèles de programmation proposés dans le cadre du projet. Mais la présence croissante d'ARM sur ce marché et dans les évènements consacrés à l'informatique haute performance nous confortent dans nos efforts pour développer cette technologie», conclut M. Mantovani.
Mots‑clés
MONT-BLANC 2, HPC, ARM, processeur, superordinateur, algorithme, prototype, programmation
