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Les supercalculateurs relèvent le défi NOVEMBRE 2012 EN PARTENARIAT AVEC N° ???

Les supercalculateurs relèvent le défi NOVEMBRE 2012 EN PARTENARIAT AVEC N° ??? - novembre 2012 - La Recherche - supercalculateurs 3 éditorial supercalculateurs - La Recherche - novembre 2012 - N° 469 par geneviève fioraso ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche L e calcul haute performance est un élément stratégique d’une politique de recherche ambitieuse. Aujourd’hui, il est structurant dans de nombreux domaines scientifiques où il permet de modéliser et de simuler des phénomènes complexes, souvent inaccessibles à l’échelle humaine. Il intervient en complément des approches théoriques et expérimentales. Les supercalculateurs se sont imposés en changeant la donne : les grandes puissances rivalisent à présent entre elles pour se doter des machines les plus puissantes. La recherche académique les utilise pour de nombreux travaux, à l’instar des grandes infrastructures de recherche comme les télescopes ou les accélérateurs de particules. Les applications sont nombreuses dans les sciences de l’environnement pour simuler le climat, dans les sciences de la vie ou encore en astrophysique. Le calcul haute performance est également stratégique pour nos industriels, en soutien de leur capacité d’innovation. C’est une clé de notre compétitivité. La simulation est en effet partie prenante des cycles de conception et de production dans de nombreuses filières industrielles, comme les transports terrestres, l’aéronautique et le spatial, ou encore l’énergie. Les enjeux relèvent enfin de la politique de souveraineté et de sécurité individuelle et collective des États. La politique énergétique, la politique de prévention des risques naturels et la politique de défense s’appuient sur les apports de la simulation et du calcul haute performance. Ce cahier spécial de La Recherche est une magnifique illustration du dynamisme des acteurs français du calcul intensif, qu’ils soient scientifiques ou industriels. Notre pays dispose d’atouts formidables dans ce domaine, que cette publication contribuera à encore mieux faire connaître. Les supercalculateurs changent la donne ditorial bruno moyen Laboratoire commun PME HPC À l’interface des sciences informatiques et des mathématiques, les chercheurs d’Inria établissent depuis 40 ans les bases scientifiques d’un nouveau champ de connaissances : les sciences du numérique. En interaction avec les autres disciplines scientifiques, les sciences du numérique proposent de nouveaux concepts, langages, méthodes et objets d’enseignement qui ouvrent des perspectives inédites dans l’appréhension des phénomènes complexes. Le calcul intensif (« HPC » pour High Performance Computing) est un thème stratégique pour Inria, qui concerne près d’une trentaine de ses équipes de recherche. L’institut est engagé dans des partenariats stratégiques sur ces sujets avec Bull pour la conception des futures architectures et avec EDF R&D pour la simulation haute performance dans le domaine de l’énergie. Au niveau international, Inria et l’uni- versité d’Urbana Champaign (Etats- Unis), ont créé en 2009 un laboratoire commun de recherche en calcul intensif, le Joint Laboratory for Pestascale Computing (JLPC). Ce laboratoire concentre ses travaux sur le développement d’algorithmes et de logiciels pour des ordinateurs à échelle pétaflopique et au-delà. Les chercheurs du laboratoire ont intégré leurs travaux dans le cadre du projet Blue Waters. Par ailleurs, plusieurs sociétés issues d’Inria proposent des technologies dans ce domaine, comme par exemple Kerlabs, Caps Entreprise, Activeeon ou encore Sysfera. Dans le cadre de sa mission de transfert de technologies, Inria a lancé, avec le GENCI, OSEO et cinq pôles de compé- titivité (Aérospace valley, Axelara, Cap Digital, Minalogic, System@tic) l’Initiative « HPC-PME ». Objectif ? Faciliter et encourager l’accès des PME au calcul haute performance. Parce qu’il permet de simuler des phénomènes plus globaux, de limiter ou remplacer des expériences, de raccourcir la phase de test ou de traiter des données pléthoriques et hétérogènes, le recours au calcul intensif sert la compétitivité des PME. Les PME qui souhaitent faire appel à la simulation ou au calcul haute performance pour élaborer leurs produits et services (conception, modélisation, système, test, traitement et visualisation des données) peuvent postuler sur le site web dédié à cette Initiative HPC-PME. L’Initiative les accompagne dans la construction technique et financière de leur projet grâce à l’expertise et aux ressources des partenaires du programme. www.inria.fr www.initiative-hpc-pme.org Inria est l’institut de recherche en sciences du numérique. Inria accueille chaque année plus de 1000 jeunes chercheurs. Chercher et innover avec le HPC Contact Inria : brigitte.dueme@inria.fr thomas.lebrat@inria.fr Rencontre Inria Industrie Modélisation, Simulation, Calcul intensif Mars 2013 NOUVEAUX HORIZONS 06 Les cinq années qui ont changé le calcul intensif Genci rattrape le retard de la France parmi les Européens en ouvrant la simulation numérique aux scientifiques français. 10 Catherine RIVIère : « Le HPC, outil de la recherche » Catherine Rivière, PDG de Genci depuis 2007, et à la tête de Prace, dévoile les chantiers à venir du côté du calcul haute performance. 12 L’Europe fait du HPC une priorité En voulant doubler d’ici à 2020 ses investissements dans la simulation numérique, l’Europe vise une place de leadership. 15 le supercalculateur Curie joue la polyvalence Le supercalculateur Curie, conçu pour couvrir une large gamme de domaines, se place parmi les plus puissants du monde. 18 Le calcul intensif s’ouvre aux PME À l’instar d’HydrOcean, les PME peuvent commencer à accéder aux supercalculateurs. 20 Le futur de la simulation se joue dès aujourd’hui Le projet C2S@Exa d’Inria s’attache à repenser les logiciels de simulation numérique des supercalculateurs de demain. GRANDS défis 22 Les modèles climatiques gagnent en précision Avec une simulation du climat à 10 km près, les petits phénomènes, qui jouent un rôle important, sont pris en compte. 24 Le HPC décrypte la chimie du vivant Les scientifiques modélisent les molécules du vivant impliquées dans le processus des maladies, comme celle d’Alzheimer. 26 Limiter les polluants des réacteurs Comprendre les phénomènes physiques de la combustion au sein des réacteurs d’avion permettra de réduire les polluants. 28 Simuler l’Univers pour cerner l’énergie noire Les astrophysiciens projettent de simuler l’organisation des galaxies pour appréhender la fameuse énergie noire. 30 les supercalculateurs donnent l’alerte Tsunami La simulation permet au Cenalt de prévenir et d’indiquer les zones à risque de la Méditerranée occidentale en temps réel. 32 La fusion nucléaire bientôt sous contrôle La fusion nucléaire pourrait être une source d’énergie majeure. La simulation cherche à maîtriser la quantité de chaleur dégagée. VERS L’EXAflops 34 Dans les coulisses des logiciels de demain La course à l’exaflops passe par le Laboratoire Exascale Computing Research du campus de Versailles. 36 Comment l’exaflops va changer notre vie Attendues vers 2020, les machines exaflopiques devraient permettre de résoudre des problèmes ayant un fort impact sur la société. 38 les défis futurs des supercalculateurs Le changement complet de l’architecture interne des supercalculateurs est la clé pour atteindre l’exaflops d’ici à 2020. 41 Alan Gara : « la clé est dans l’innovation » Le chercheur d’Intel nous éclaire sur les défis lancés par l’exaflops. Le cahier 2 de « La Recherche » ne peut être vendu séparément du cahier 1 (LR N° 469). « La Recherche » est publiée par Sophia Publications, filiale d’Artémis. Sophia Publications 74, avenue du Maine 75014 Paris Tél. : 01 44 10 10 10 e-mail rédaction : courrier@larecherche.fr Président-directeur général et directeur de la publication Philippe Clerget Conseiller de la direction Jean-Michel Ghidaglia Pour joindre directement par téléphone un membre de la rédaction, composez le 01 44 10, suivi des quatre chiffres placés après son nom. Directrice de la rédaction Aline Richard Rédacteur en chef adjoint du cahier 2 Pierre Mira secrétaire de rédaction du cahier 2 Jean-Marc Denis Direction artistique et réalisation A noir, 01 48 06 22 22 Responsable de fabrication Christophe Perrusson (1378) Directrice commerciale Publicité et développement Caroline Nourry (1396) Directeur de clientèle Eddie Barazzuol (1212) directeur administratif et financier Dounia Ammor Directrice des ventes et promotion Évelyne Miont (1380) Les titres, les intertitres, les textes de présentation et les légendes sont établis par la rédaction du cahier 2. La loi du 11 mars 1957 interdit les copies ou reproductions destinées à une utilisation collective. Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur, ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite (article L.122-4 du Code de propriété intellectuelle). Toute copie doit avoir l’accord du Centre français du droit de copie (CFC, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris. Tél. : 01 44 07 47 70. Fax : 01 46 34 67 19). L’éditeur s’autorise à refuser toute insertion qui semblerait contraire aux intérêts moraux ou matériels de la publication. Cahier 2 de « La Recherche » Commission paritaire : 0914 K 85863. ISSN 0029-5671 imprimerie G. Canale & C., Via Liguria 24, 10071 Borgaro (TO), Italie. Dépôt légal à parution. © 2012 SOPHIA PUBLICATIONS. IMPRIMÉ EN ITALIE. PRINTED IN ITALY OMMAIRE 5 Sommaire supercalculateurs - La Recherche - novembre 2012 - N° 469 therine Rivière, PDG de Genci. En cinq ans, nous avons en effet multiplié par 50 la puissance de calcul mise à disposition des scientifiques, qui dépasse actuel- lement le petaflops. » L’aventure de Genci com- mence en 2004… Le ministre de la Recherche d’alors confie à l’Inspection générale de l’ad- ministration de l’Éducation nationale et de la Recherche et au Conseil général des tech- nologies de l’information uploads/Science et Technologie/ 2012-11-la-recherche.pdf