Enjeux stratégiques, le calcul intensif et la simulation haute performance permettent à la recherche de résoudre les grands défis scientifiques et techniques et à l’industrie d’accroître sa compétitivité, en concevant, développant et optimisant plus rapidement de nouveaux produits. Demain toute la puissance de calcul d’aujourd’hui sera concentrée sur des systèmes dix fois plus puissants. Découvrez comment avec le projet FAME2 et ses partenaires du pôle de compétitivité System@tic, Bull bâtit les solutions HPC (High Performance Computing) du futur. Découvrez aussi ce qu’elles vous apporteront.

Quelles sont les perspectives ouvertes par les recherches en matière de calcul intensif ?
Ces dernières années, le calcul haute performance a connu une accélération prodigieuse : le plus puissant supercalculateur installé à ce jour représente la somme de la puissance des 500 plus grands systèmes installés il y a 6 ans. Demain, l’enjeu est d’aller encore plus loin. Car si la puissance offerte aujourd’hui ouvre des avancées appréciables à l’industrie comme à la recherche, certaines simulations restent encore hors de portée. D’où la course à la puissance de calcul. A ce jour, les plus puissants supercalculateurs au monde atteignent quelques centaines de téraflops¹. Demain, la frontière se situera au niveau du pétaflops², soit une puissance multipliée par 10 ! Une puissance qui permettra d’accélérer fortement la conception industrielle, la recherche pétrolifère fine, la biologie intégrative ; mais aussi de gérer de grandes bases de données multimédia que génèreront les applications Internet ouverte à des millions d’Internautes.

C’est un domaine sur lequel Bull investit fortement en étroite collaboration avec des clients, des industriels et des laboratoires de recherche du pôle System@tic Paris-Région³, dans le cadre du programme d’innovation FAME2⁴.

Quel est l’objectif de ce programme ?
L’objectif est d’assurer que nos supercalculateurs –  qui seront des machines de niveau petaflopique  – soient adaptés aux exigences futures du calcul intensif et du traitement de bases de données multimédia et disposent d’un portefeuille d’applications, de bibliothèques et d’outils optimisés. Fidèle à notre stratégie d’architecte d’un monde ouvert®, nous avons lancé le projet FAME2 avec nos partenaires afin :

• d’anticiper les évolutions nécessaires des logiciels et des applications ;
• d’étendre les domaines applicatifs ;
• et de s’assurer que ces supercalculateurs gèreront de façon optimale les très grandes bases de données.

L’un des enjeux du projet est de parvenir à exploiter efficacement le très haut degré de parallélisme représenté par plus de 100 000 cœurs de calcul.

Dans le cadre du pôle System@tic, nos partenaires valident l’architecture de ces supercalculateurs avec leurs applications avancées et anticipent les évolutions nécessaires afin qu’elles tirent le maximum de puissance de l’architecture. Le workshop annuel qui a eu lieu mi octobre a permis de faire le point avec eux sur l’ensemble de ces travaux et tests et je dois dire que le programme FAME2 se déroule en totale conformité avec le plan.

Quel intérêt majeur voyez-vous au pôle de compétitivité ?
System@tic a permis d’amplifier considérablement les coopérations autour de FAME2 initialisées dans le cadre de Ter@tec⁵, l’initiative du CEA. Nous avons ainsi rassemblé des acteurs du monde de l’industrie tels que le CEA, Dassault Aviation, l’Institut Français du Pétrole, ILOG, de jeunes entreprises innovantes comme NewPhenix (recherche multicritères), CAPS Entreprise (outils de parallélisation) ou Resonate MP4 (multimédia) et des laboratoires de recherche (ECP/MAS, INRIA/IRISA, INT/Artémis, IBISC, UVSQ/ITACA). C’est un écosystème performant soutenu et encouragé par les autorités territoriales et nationales, qui conduit à une bonne dynamique de recherche coopérative et d’innovations. L’attractivité du pôle est telle que nous développons des coopérations avec d’autres acteurs intéressés par le projet et qui dépassent le strict cadre contractuel de FAME2.

Bull participe par ailleurs à trois autres projets du pôle System@tic  :

• le projet CARRIOCAS⁶(CAlcul Réparti sur Réseau Internet Optique à CApacité Surmultipliée) qui répond aux besoins de calcul et de visualisation d’applications distribuées de simulation numérique interactive ou de réalités virtuelles (usine virtuelle);
• le projet SIC (Sécurité des Infrastructures Critiques) pour résoudre les problématiques de sécurité des infrastructures critiques telles que les aéroports ou les gares qui ont de fortes concentrations de ressources et de grands mouvements de personnes ;
• le projet PFC (Plates-Formes de Confiance), qui vise à développer les principales technologies de confiance et de souveraineté en sécurité des systèmes d’information.

Par ailleurs, nous sommes engagés dans d’autres projets qui seront lancés en 2007, concernant notamment les chaînes TV personnalisées avec l’enrichissement dynamique des contenus et des flux vidéo.

Pouvez-vous donner quelques précisions sur les applications en cours d’optimisation ?
Avant d’aborder les applications, j’aimerais parler de notre travail sur les très grandes bases de données car toutes les applications de calcul intensif manipulent et génèrent d’énormes masses de données (jusqu’à des centaines de tera octets avec un très grand nombre d’accès). Pour ne citer qu’un exemple, le supercalculateur TERA-10 du CEA génère jusqu’à 10 tera octets par jour. Aussi, avons-nous identifié les grandes bases de données au format XML et les flux multimédias sur lesquels nous travaillons avec le CEA, Résonate MP4, INT/Artémis et NewPhenix, comme particulièrement représentatifs des applications émergentes.

Pour revenir aux applications, l’émergence de très grands calculateurs a ouvert la voie à la simulation numérique qui permet de s’approcher encore plus fidèlement des phénomènes complexes. Ces nouvelles applications font l’objet d’enjeux stratégiques majeurs liés à la résolution des grands défis d’aujourd’hui ; elles auront un impact important sur nos modes de vie dans les décennies à venir.

Avant de passer la parole à nos partenaires, j’aimerais en mentionner quelques unes :

• le design de nouveaux produits avec notamment la simulation aérodynamique par Dassault Aviation des écoulements d’air autour de ses avions d’affaires Falcon ;
• la recherche de nouvelles sources d’énergie avec par exemple la simulation de l’exploitation de champs pétrolifères par l’IFP à plusieurs dizaines de millions de mailles ;
• les sciences de la vie ont des applications extrêmement nombreuses. Pour en citer quelques unes, je prendrais le cas de la biologie intégrative qui nécessite une modélisation intégrée et multi échelle des processus biologiques et une intégration des données biologiques qui sont aussi variées que nombreuses ; deux problèmes fondamentaux abordés dans le laboratoire IBISC de l’université d’Evry. Il y a entre autres la modélisation du comportement des cellules cancéreuses, la simulation des traitements, la simulation des interactions entre un virus et son « hôte », la modélisation des molécules pour concevoir de nouveaux médicaments, etc. ;
• la simulation de crash. En ce domaine, nous avons récemment noué un partenariat avec ESI Group sur son application PAM-CRASH qui vise à renforcer la sécurité dès la conception de nouveaux modèles automobiles ;
• la climatologie et la prédiction sismique de catastrophes naturelles ;
• la planification des véhicules et des personnels pour les grandes compagnies de transports ;
• la recherche d’information multimédia, le langage naturel et l’intelligence économique, etc.

Quelle est, pour conclure, la distinction majeure de ces futurs systèmes pétaflopiques ?
L’ouverture, l’équilibre et la puissance.
L’ouverture, car ses systèmes sont basés sur des processeurs standard du marché fournis en grand volume par Intel. De même, tout leur environnement logiciel basé sur des briques Open Source est optimisé sous Linux dans le cadre du projet FAME2.
Ce qui les caractérise aussi, c’est l’équilibre en puissance de calcul et en puissance des entrées/sorties, qui en fait des systèmes très performants pour le calcul intensif comme pour les grandes bases de données ou les applications de gestion d’entreprise les plus exigeantes.

Le projet FAME2
FAME2 : innovation et simulations numériques. Commentaires de partenaires

¹ Téraflops  : 10¹², mille milliards d’opérations par seconde  ; il provient du grec τέρας, monstre.
² Pétaflops  : 10¹⁵, un million de milliards d’opérations par seconde  ; il provient du grec πέντε, cinq car égal à 1000^5.
3 Au cœur de la révolution numérique, le Pôle de compétitivité mondial SYSTEM@TIC PARIS-REGION fédère près de 200 acteurs industriels, académiques et institutionnels franciliens autour de projets de R&D collaboratifs répartis sur quatre marchés applicatifs à forte valeur ajoutée : Télécoms, Sécurité-Défense, Automobile-Transports, Outils de Conception et Développement de Systèmes. Les projets de coopération Recherche-Industrie développés au sein du pôle SYSTEM@TIC PARIS-REGION s’inscrivent précisément dans cette dynamique d’innovation véritable clé de voûte de la compétitivité industrielle.
⁴ FAME  : Flexible Architecture for Multiple Environments, l’architecture conçue par Bull pour ses serveurs NovaScale®
⁵ Initialisée par le CEA avec le soutien des collectivités territoriales, Ter@Tec est une structure d’échanges et de collaboration entre les différents acteurs de la simulation numérique haute performance : chercheurs, entreprises informatiques et industriels.
⁶ La vocation du projet CARRIOCAS est d’étudier et de développer un réseau cœur à fibre optique à ultra haut débit (40 Gigabits/s par canal) avec des accès à très haut débit (10 Gigabits/s et plus), capable de répondre aux besoins industriels en termes de simulation numérique interactive sur des supercalculateurs distants et de traitement de très gros volumes de données éloignées.