Comment les supercalculateurs influencent notre vie quotidienne


Jean-Pierre Panziera, Directeur HPC, Bull


Du ciel aux profondeurs de la Terre

Mon collègue Xavier Vigouroux a récemment décrit l'évolution des supercalculateurs, et a souligné leurs progrès à égaler la puissance de traitement du cerveau humain. Cela peut sembler exagéré, mais les supercalculateurs sont déjà en train de transformer le quotidien des gens ordinaires.

 

 

Ces formidables machines jouent un rôle essentiel dans tous les domaines, des prévisions météo à la conception de voitures plus sûres, en passant par des avions plus économiques. Quels sont donc les meilleurs exemples des travaux actuels des scientifiques et des ingénieurs ?

Comprendre les processus du vieillissement et leur relation avec la maladie
La thérapie génique et la médecine personnalisée sont maintenant reconnus comme des outils puissants. Cependant, l'explosion d'informations biomédicales exige une augmentation énorme des capacités de traitement afin d'analyser toutes ces données. Par exemple, en 2011, le volume des données de l'Institut européen de bioinformatique avait presque doublé en l'espace de deux ans. Actuellement, plus de 4,6 millions de requêtes sont émises chaque jour.

Pour mieux comprendre les relations entre les composants basiques des êtres humains et la façon dont des maladies telles qu'Alzheimer s'implantent dans l'organisme, les scientifiques modélisent les molécules impliquées dans ce processus. La simulation numérique est devenu un outil vital et implique le balayage de plusieurs milliers de molécules afin de prédire les interactions entre elles, et d'estimer avec précision leur comportement collectif.  

Exploration et forage pour de nouvelles ressources énergétiques
L'utilisation majeure du calcul haute performance (high performance computing, HPC) dans le secteur du pétrole et du gaz naturel porte sur l'imagerie sismique. Cette technique consiste à faire rebondir des ondes sonores sur des structures rocheuses souterraines afin de révéler la présence éventuelle de nouvelles ressources énergétiques.  Cependant, les gisements pétroliers et les réserves de gaz sont découverts de plus en plus profondément sous la surface. L'exploration devient donc de plus en plus onéreuse. Le forage d'un puits d'exploration dans des conditions en mer extrêmes peut coûter plusieurs millions d'euros. L'utilisation de l'imagerie sismique améliore la probabilité de forer un puits riche en pétrole, mais exige des quantités colossales de puissance de traitement pour analyser les signaux acoustiques.

Voici quelques exemples de ce que permet l'utilisation de supercalculateurs. Cependant, afin de relever les prochains défis pour la science, l'industrie et la société, il nous faudra développer des machines pouvant traiter plus d'opérations par seconde que jamais.

En tête de la course de l'extreme computing
En déployant notre programme exascale, nous relevons ces défis techniques. Nous sommes en train de concevoir la prochaine génération de supercalculateurs en Europe, pour le traitement de données massives à une échelle sans précédent. Nos supercalculateurs exascale, composés d'une gamme de serveurs avec une très grande capacité de mémoire, seront capables d'effectuer un milliard de milliards d'opérations par seconde, ce qui les rendra mille fois plus puissants que les systèmes actuels !

Afin de nous aider au déploiement de notre programme exascale, nous avons mis en place des partenariats avec des laboratoires européens, tels que le Commissariat à l'énergie atomique (CEA). Le CEA a mis en place un programme de recherche et de développement visant à identifier les technologies clé nécessaires pour concevoir et construire des supercalculateurs compétitifs à l'horizon 2020. Dans le cadre de notre travail en commun, nous avons développé le premier supercalculateur pétaflopique conçu et fabriqué en Europe en 2010.

Alors que nous nous rapprochons de l'horizon 2020, les supercalculateurs  continueront de jouer un rôle important pour nous aider à relever dans la prochaine décennie les défis scientifiques, industriels et sociétaux, notamment dans les nanosciences, la génomique, la climatologie, l’aéronautique et l’énergie.

Nous constatons l'introduction de nouvelles approches, qui nous aident à générer davantage de puissance informatique, de l'informatique parallèle aux logiciels.  Avec notre programme exascale, nous avons l'intention de participer activement au développement des nouvelles technologies.

Jean-Pierre Panziera est le directeur technologique de la stratégie produits HPC chez Bull. Il a commencé sa carrière chez Elf-Aquitaine, en tant que développeur du traitement sismique. Par la suite, il a travaillé pendant 20 ans chez SGI, d'abord en tant que spécialiste des applications HPC puis en tant qu'ingénieur en chef. Jean-Pierre est titulaire d'un diplôme d'ingénieur de l'École nationale supérieure des Mines de Paris.


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