"Le calcul intensif : une révolution pour les scientifiques"

GENCI - Lors de la célébration des 10 ans de GENCI, vous avez déclaré que le calcul intensif est une révolution pour les scientifiques ?

Sébastien Candel - Nous connaissons la loi de Moore qui prévoit un doublement de la puissance de calcul tous les 18 mois, mais c’est le traitement parallèle qui a permis de tirer parti des possibilités offertes par les machines et qui constitue une révolution que je vais tenter d’illustrer ici. Avec le HPC (« High Performance Computing »), le calcul est réalisé à des niveaux de performance qui sont de l’ordre du «pétaflops». On décrit généralement la puissance de calcul en termes de flops, une quantité qui représente le nombre d’opérations sur des nombres réels, c’est-à-dire avec une virgule flottante, par seconde («floating-point operations per second»). Dans les ordinateurs utilisés pour le calcul à haute performance, le nombre d’opérations (flops) est de l’ordre du million de milliards par seconde, un nombre d’opérations égal au chiffre étonnant de 1 000 000 000 000 000 (le chiffre 1 suivi de 15 zéros !). Cette puissance incroyable est obtenue en rassemblant dans la même machine des dizaines de milliers d’unités (on dit aussi des cœurs) de calcul. Une des machines du grand instrument GENCI (technologie cluster Bullx) comporte ainsi plus de 80 000 cœurs et une mémoire de plus de 320 teraoc- tets (320 000 000 000 000 octets). Encore faut-il pouvoir profiter de cette extraordinaire puissance d’exécution. Il faut pour cela organiser le calcul pour qu’il puisse être distribué sur plusieurs milliers de processeurs et effectuer les calculs simultanément.

OCCIGEN supercalculateur installé au CINES, à Montpellier sur lequel

  604 Millions d'heures ont été attribuées aux scientifiques pour leurs recherches, en 2017.


Image de simulation obtenue sur TURING et OCCIGEN

13 millions d'heures de calcul ont été attribuées pour l'étude de l'évolution du champ magnétique terrestre, à Nathanaël Schaeffer, Alexandre Fournier, Dominique Jault, Henri-Claude Nataf - CNRS et Université de Grenoble Alpes - Institut de Physique du Globe et Université Paris Diderot Sorbonne.


GENCI - Et demain, quelle sera la place occupée par la simulation ?

Sébastien Candel - Le calcul à haute performance permet d’aborder des questions qui étaient il n’y a pas si longtemps inaccessibles. Il faut pour cela une combinaison subtile et efficace de modèles, de méthodes de résolution, de ressources informatiques et de capacités de calcul parallèle. Au-delà des questions scientifiques, le calcul à haute performance (HPC) a une utilité pratique indéniable pour la conception et le développement industriel. La simulation a remplacé, au moins en partie, des essais systématiques qui étaient la norme dans les développements techniques. On fait encore des essais, mais en moins grand nombre, et ils sont désormais guidés par la simulation. La simulation permet d’analyser, maîtriser, com- parer, améliorer et optimiser. Un des objectifs de la recherche en HPC est d’explorer par les simulations « frontières » pour préparer les méthodes de conception de demain.