L’Université au top des téraflops

MATRICHE,JOEL

Mercredi 11 mars 2009

ULg Inauguration d’un supercalculateur de nouvelle génération

Les calculs intensifs permettent simulations et modélisations. NIC3 est à la disposition des chercheurs.

Il y a entre le nouveau supercalculateur de l’ULg et la PlayStation du salon un monde de téraflops de différence. « Après une mise à jour qui est déjà programmée, cette machine sera la plus puissante des universités belges francophones et se rapprochera du top 500 mondial », s’enthousiasme Jean-Marie Beckers, président du comité scientifique de l’informatique à l’ULg. Une centaine de milliers d’euros supplémentaires suffiraient, estime-t-il, pour propulser l’acquisition dans le bottin mondain des superordinateurs.

NIC3, joyeux acronyme pour « Numerically Intensive Computing », est douillettement installé dans une annexe climatisée de l’institut Montefiore, sur le campus du Sart Tilman. Inauguré mardi, il permettra à des centaines de scientifiques de l’ULg et d’ailleurs « d’accéder à la puissance de calcul requise pour poursuivre leurs recherches ». Climatologues, chimistes, généticiens, spécialistes de mécanique quantique et de l’assemblage des molécules pourront sans retenue multiplier modélisations et simulations : encaqués dans trois armoires, ses 324 processeurs de quatre cœurs (unités de calcul) chacun développent, lorsqu’ils sont ainsi mis en réseau, une puissance de 13.000 milliards d’opérations par seconde.

Saturé en 2011

« NIC1, notre premier supercalculateur, a été lancé en 2004 et est maintenant en fin de vie, reprend Jean-Marie Beckers. La seconde génération, NIC2, a été installée en 2005 et mise à jour deux ans plus tard. NIC3, qui est inauguré aujourd’hui, devrait être saturé en 2011. »

Ces milliards de synapses siliconés ont un prix : 400.000 euros, pris en charge par le FNRS et l’Université liégeoise. Auxquels il faut ajouter, sur le budget unique de l’ULg cette fois, 600.000 euros nécessaires pour vitaminer l’alimentation électrique et le système de refroidissement. « Toute l’infrastructure a été modernisée, insiste Fernand Benedet, directeur du service général d’informatique. De l’eau glacée est amenée à proximité des racks afin de refroidir l’air qui, à proximité des ordinateurs, peut atteindre une température de 40 degrés. » Une alimentation de secours, assurée par des batteries et par un groupe électrogène, empêche les 1.296 unités de calcul de souffrir d’une éventuelle et inopportune coupure de courant.

Spécialiste, comme ses semblables, de la simulation numérique, NIC3 s’intègre dans un vaste programme d’échanges entre universités : en Communauté française, un consortium interuniversitaire s’est créé avec le soutien du FNRS afin de répartir les investissements, de coordonner les efforts des facultés en calcul intensif et donc de mieux répartir les ressources. « Les différentes machines devront être connectées, précise-t-on à l’ULg. A terme, les chercheurs devraient donc avoir accès à une machine virtuelle ultrapuissante, sans se soucier de savoir si les calculs s’effectuent à Liège, Louvain, Bruxelles ou ailleurs. »

« Les modèles mathématiques sont des aides à la décision »

Entretien

Président du comité scientifique de l’informatique à l’ULg, Jean-Marie Beckers est également océanographe.

Quelle est, pour un océanographe, l’utilité d’un supercalculateur ?

Dans nos laboratoires de l’ULg mais surtout à la station de recherche de Calvi, en Corse, nous travaillons comme les météorologues mais pour les mers et océans. Nous essayons de prédire la salinité, les courants, la dispersion des polluants, la production d’algues dans l’eau… Notre équipe effectue surtout des recherches sur la Méditerranée et la mer Noire, d’autres chercheurs de l’ULg travaillent, eux, sur la mer du Nord et l’Escaut.

Mais pourquoi cette constante recherche de puissance dans le matériel ?

Que ce soit en climatologie, en chimie, en océanographie, la modélisation nécessite de formidables puissances de calcul. Plus la grille numérique est fine, plus il y a de calculs à effectuer. Si nous voulons être concurrentiels avec les autres équipes européennes et américaines lorsque nous répondons à un appel d’offres, il faut un matériel adapté.

Quelles peuvent être les applications concrètes de ces modélisations ?

Ce sont, notamment, des outils d’aide à la décision. De plus en plus souvent, lorsque nous répondons à un projet européen, nous devons montrer que notre travail peut améliorer la gestion des eaux côtières. Grâce à cette puissance de calcul, nous pouvons étudier différents scénarios. Par exemple, si l’on diminue les apports d’azote dans l’agriculture ou de phosphate, essentiellement utilisé dans les détergents, quelles sont les conséquences pour les écosystèmes marins ? En simplifiant : vaut-il mieux intervenir dans les villes ou à la campagne ? Ou encore, nous pouvons aider une municipalité à déterminer quel est l’endroit le mieux adapté pour rejeter ses effluves.

Roadrunner a la puissance de 100.000 PC portables

Longtemps fabriqués par des sociétés de taille modeste mais hyperspécialisées, les supercalculateurs sont aujourd’hui conçus comme modèles uniques par les grands acteurs du secteur informatique. Les 324 minis PC agglutinés à l’institut Montefiore du Sart Tilman sont, par exemple, signés par Dell.

Si les performances des anciennes générations sont désormais égalées, sinon dépassées par celles d’un PC familial, il en va autrement des nouveaux modèles. Ainsi Roadrunner, la machine la plus puissante au monde, développe-t-il sans vergogne une puissance d’un pétaflops, soit un million de milliards d’opérations par seconde. L’équivalent, selon son constructeur, de 100.000 ordinateurs portables. Conçu par IBM, il a coûté 133 millions de dollars au lieu des 33 millions initialement prévus et appartient au département de la sécurité nucléaire du ministère américain de l’Énergie. Une vingtaine de camions étaient prévus pour le déménager de l’usine IBM de Poughkeepsie (New York), où il avait été une première fois assemblé, au laboratoire de Los Alamos (Nouveau-Mexique), où il doit être définitivement affecté. Son successeur Sequoia, prévu pour 2012, promet une puissance 20 fois supérieure.

Si un investissement complémentaire de quelques dizaines de milliers d’euros pourrait aider le calculateur liégeois à se frayer une place dans le top 500, s’intégrer dans le peloton de tête est autrement plus coûteux.