Des solutions logicielles pour un calcul intensif économe en énergie
Les puissants superordinateurs exaflopiques devraient s’avérer essentiels pour la recherche scientifique de haut niveau. Ils devraient toutefois également requérir une quantité substantielle d’énergie. «La consommation d’énergie pourrait être de l’ordre de dizaines de mégawatts», souligne le coordinateur du projet REGALE, Georgios Goumas, de l’institut des systèmes de communication et d’informatique de l’université technique nationale d’Athènes, en Grèce. «De plus, les systèmes de cette envergure sont assez difficiles à programmer, surtout lorsque l’on vise une évolutivité de l’ordre de milliers, voire de millions de nœuds de calcul.» Alors que la plupart des superordinateurs sont alimentés par le réseau central, l’augmentation de la demande pourrait exiger de produire de l’électricité sur place. L’efficacité énergétique est donc un facteur essentiel pour assurer la faisabilité et l’adoption à grande échelle du calcul exaflopique. Dans cette optique, le projet REGALE a rassemblé des experts en calcul intensif et des universitaires, ainsi que des utilisateurs finaux issus de secteurs cibles essentiels, notamment les énergies renouvelables, l’évaluation des risques d’entreprise et l’industrie automobile.
Des logiciels pour les systèmes de calcul intensif
«Nous avons concentré nos efforts sur l’utilisation efficace des ressources informatiques afin d’améliorer les performances des applications, le débit du système et l’efficacité énergétique», explique Georgios Goumas. «Nous avons également étudié les moyens de garantir une utilisation simple et flexible des services de calcul intensif par les développeurs d’applications et les utilisateurs.» Pour ce faire, le projet a conçu plusieurs prototypes de superordinateurs. Le projet a notamment permis d’identifier et d’exécuter un logiciel conçu pour assurer une coordination harmonieuse entre les processus, les nœuds et les systèmes. Ce logiciel permettait notamment d’améliorer et de coordonner plusieurs outils à source ouverte tels que OAR, EAR, DCDB, EXAMON, COUNTDOWN, MELISSA, RYAX et d’autres. Ceux-ci sont nécessaires à une utilisation efficace des ressources et à l’exécution d’applications complexes. «Ces différents outils fonctionnent de concert pour soutenir les opérations d’efficacité énergétique à différents niveaux de l’architecture», explique Georgios Goumas. «Ils contribuent également au déploiement d’une infrastructure de base qui prend en charge la modularité et l’interopérabilité, et qui peut intégrer n’importe quel composant avec un minimum de modifications.»
Des solutions durables, vertes et efficaces sur le plan énergétique
Un essai pilote a été mené sur la solution REGALE avec des partenaires industriels, et a démontré que les outils fonctionnent parfaitement ensemble dans une série de cas d’utilisation différents. L’architecture de calcul intensif de REGALE a été utilisée pour la conception d’un pare-chocs de voiture en polymères renforcés de carbone, ainsi que pour la conception de turbines hydrauliques. «Plusieurs de ces outils trouvent aujourd’hui leur application dans les installations de calcul intensif industrielles ou universitaires», ajoute Georgios Goumas. «Les partenaires du projet ont également manifesté un vif intérêt pour la poursuite du développement de l’architecture globale et du cadre de cette solution.» L’objectif final est de veiller à ce que les progrès réalisés dans le cadre du projet REGALE contribuent à un calcul intensif plus efficace sur le plan énergétique, plus durable et plus écologique en Europe. Le projet a été réalisé avec le soutien de l’entreprise commune européenne pour le calcul haute performance (EuroHPC JU), une initiative conçue pour développer un écosystème de supercalculateurs de classe mondiale en Europe. «REGALE a démarré avec des objectifs ambitieux, un consortium diversifié et exceptionnel de partenaires européens et la volonté d’ouvrir la voie à une plus grande efficacité énergétique de la nouvelle génération de supercalculateurs exaflopiques», explique Georgios Goumas. «Grâce à l’engagement et à l’excellente collaboration entre tous les partenaires, nous sommes à présent en mesure de présenter la chaîne d’outils REGALE, une base ouverte et évolutive pour un calcul intensif durable.»
L’efficacité énergétique à l’échelle exaflopique
Cette augmentation de la capacité de calcul peut être bénéfique pour diverses applications complexes, notamment les prévisions météorologiques, la prévention des catastrophes naturelles et la modélisation du climat. La médecine personnalisée et l’intelligence artificielle sont autant d’autres utilisations finales possibles. «Au-delà de ces applications, le calcul exaflopique a également le potentiel de démocratiser l’accès aux ressources de calcul intensif», ajoute Georgios Goumas. «Les chercheurs, les universitaires et les PME pourraient accéder plus facilement et à moindre coût à des services de calcul avancés.»
Mots‑clés
REGALE, EuroHPC JU, logiciel, calcul, exaflopique, calcul intensif, énergie, efficacité, outils, HPC
