L'Allemagne accueillera Jupiter, le premier supercalculateur exascale d'Europe connu publiquement,

D'après une annonce d'EuroHPC JU

Le 16 juin 2022 à 22:58, par Stéphane le calme

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L'Allemagne accueillera le premier supercalculateur exascale européen connu publiquement, ainsi que quatre autres sites de l'UE qui vont accueillir des systèmes plus petits, mais toujours puissants, a annoncé cette semaine l'entreprise commune européenne pour le calcul à haute performance (EuroHPC JU).

Les machines seront cofinancées par l'entreprise commune EuroHPC avec un budget provenant du programme Europe numérique (DEP), Horizon Europe (HE) et par des contributions des États participants concernés. EuroHPC JU cofinancera jusqu'à 50 % du coût total du supercalculateur haut de gamme et jusqu'à 35 % du coût total des supercalculateurs de milieu de gamme. Les modalités précises de financement des nouveaux supercalculateurs seront reflétées dans les accords d'hébergement qui seront signés prochainement.

L'EuroHPC JU est une entité juridique et de financement, créée en 2018 avec pour mission de*:

développer, déployer, étendre et maintenir dans l'UE un écosystème fédéré, sécurisé et hyperconnecté de supercalcul, d'informatique quantique, de services et d'infrastructures de données de premier plan au niveau mondial*;
soutenir le développement et l'adoption d'un système de calcul intensif innovant et compétitif axé sur la demande et axé sur les utilisateurs, basé sur une chaîne d'approvisionnement qui garantira des composants, des technologies et des connaissances limitant le risque de perturbations et le développement d'une large gamme d'applications optimisées pour ces systèmes*;
élargir l'utilisation de cette infrastructure de calcul intensif à un grand nombre d'utilisateurs publics et privés et soutenir le développement de compétences HPC clés pour la science et l'industrie européennes.

Dans un communiqué de presse, cette entité a annoncé que l'Allemagne accueillera Jupiter, l'acronyme de Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research. Il devrait être mis en service l'année prochaine dans un bâtiment spécialement conçu sur le campus du centre de recherche Forschungszentrum Jülich et exploité par le Jülich Supercomputing Center (JSC), aux côtés des supercalculateurs Juwels et Jureca existants.

Pour mémoire, l’exascale est la capacité à effectuer un milliard de milliards de calculs chaque seconde.

Quatre autres sites ont également été sélectionnés pour héberger des supercalculateurs de milieu de gamme dotés de capacités pétascale ou pré-exascale*:

DAEDALUS hébergé par les Infrastructures Nationales pour la Recherche et la TechnologieRechercher en Grèce,
LEVENTE hébergé par l'Agence gouvernementale pour le développement informatique en Hongrie,
CASPIr hébergé par la National University of Ireland Galway (NUI Galway) en Irlande,
EHPCPL hébergé par le Centre informatique académique CYFRONET AGH (CYFRONET) en Pologne.

Selon EuroHPC, Jupiter sera utilisé pour aider à résoudre des problèmes scientifiques importants tels que le changement climatique, la lutte contre les pandémies et la production d'énergie durable. Il est également destiné à permettre des applications impliquant l'intelligence artificielle et l'analyse de grands volumes de données.

Atteindre le niveau d'exascale est la prochaine grande étape dans le domaine du calcul haute performance, a déclaré le professeur Astrid Lambrecht, du conseil d'administration du Forschungszentrum Jülich.

« Notre objectif est d'offrir l'infrastructure la plus puissante d'Europe qui combine l'informatique neuromorphique, le supercalcul et l'informatique quantique, garantissant que divers groupes d'utilisateurs de la science et de l'industrie peuvent apprendre et grandir ensemble tout en bénéficiant les uns des autres », a-t-elle déclaré.

La moitié du financement de 500 millions d'euros pour Jupiter provient du programme EuroHPC JU, l'autre moitié sera fournie par le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) et le ministère de Culture et science de l'État de Rhénanie du Nord-Westphalie (MKW NRW), où se trouve le Forschungszentrum Jülich.

Jupiter reposera sur une architecture de supercalcul dynamique et modulaire, qui a déjà été utilisée pour le supercalculateur Juwels. Cela a apparemment permis au système Juwels d'être mis à niveau en 2020 afin que le module de cluster basé sur la CPU soit associé à un module booster équipé de GPU. Les deux modules étaient basés sur le matériel Atos BullSequana X.

Avec Jupiter, la configuration de base comprendra un module de cluster universel et des accélérateurs GPU, ainsi qu'un module de stockage parallèle haute capacité, un stockage flash à large bande passante et une configuration de sauvegarde et d'archivage haute capacité.

Les unités optionnelles de la configuration sont un autre booster GPU et un module de calcul et de visualisation interactif, tandis que les futurs modules pourraient inclure une unité de traitement quantique et un module de traitement neuromorphique.

Jupiter aurait également été conçu comme un supercalculateur « vert » et sera alimenté par de l'énergie verte, selon le Forschungszentrum Jülich. Il est également prévu que le système de refroidissement de Jupiter soit connecté au nouveau réseau basse température du campus afin que la chaleur résiduelle générée puisse être réutilisée.

Si cela vous semble familier, c'est parce que le supercalculateur LUMI annoncé par EuroHPC plus tôt cette semaine en Finlande est également alimenté à l'énergie verte et utilise la chaleur résiduelle qu'il génère pour contribuer au chauffage des maisons voisines. LUMI est la propriété de l'entreprise commune EuroHPC et il est géré par un consortium de 10 pays ayant une longue tradition et des connaissances en matière de calcul scientifique. Les chercheurs de toute l'Europe peuvent demander l'accès aux ressources de LUMI, ce qui signifie que toute l'Europe peut bénéficier de ce nouvel instrument de recherche.

La décision finale d'installer le premier ordinateur exascale d'Europe au Forschungszentrum Jülich a apparemment été prise lors de l'inauguration du système LUMI.

Les spécifications exactes pour Jupiter n'ont pas été divulguées, mais le système exascale Frontier et LUMI ont été construits avec du matériel HPE Cray EX, en utilisant des processeurs AMD Epyc et des accélérateurs GPU MI250X, avec des nœuds liés à l'aide de l'interconnexion HPE Slingshot.

Le Forschungszentrum Jülich devient également une sorte de hub de supercalcul, car il abrite depuis mars le projet allemand QSolid qui vise à développer un système informatique quantique complet utilisant une technologie locale.

Une évolution du classement des supercalculateurs à l'échelle internationale

Le nouveau supercalculateur Frontier du Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) a évincé le japonais Fugaku à base de puces ARM, récupérant au passage la première place du classement Top500 des systèmes connus publiquement comme étant les plus puissants au monde.

Frontier est donc devenu le premier supercalculateur analysé publiquement à franchir l’exaflop.

« Avec un score HPL exact de 1,102 Exaflop/s, Frontier n'est pas seulement le supercalculateur le plus puissant qui ait jamais existé, c'est aussi la première véritable machine exascale », a déclaré l'annonce du Top500.

Atteindre le statut exascale est une chose, mais beaucoup s'attendaient à ce que le système Fugaku, axé sur l'efficacité, conserve son classement vert, même s'il a glissé sur le front des performances. Mais Frontier n'est pas seulement le supercalculateur connu le plus puissant, c'est aussi le plus efficace. À 52,23 gigaflops par watt, le système a également surpassé le système japonais Preferred Networks MN-3 pour prendre la tête du Green500.

« Le fait que la machine la plus rapide au monde soit aussi la plus économe en énergie est tout simplement incroyable », a déclaré Thomas Zacharia, directeur de laboratoire à l'ORNL, lors d'une conférence de presse dimanche.

Des équilibres de performance et d'efficacité de Frontier ont été trouvés via une plate-forme Cray EX de Hewlett Packard Enterprise (HPE). Les systèmes à refroidissement direct par liquide étaient équipés de processeurs Epyc de troisième génération d'AMD, d'accélérateurs Instinct MI250X et d'une structure d'interconnexion Slingshot-11 de 200 Gbit/seconde.

« Frontier inaugure une nouvelle ère d'informatique exascale pour résoudre les plus grands défis scientifiques du monde », a déclaré Thomas Zacharia, directeur du Oak Ridge National Lab. « Cette étape n'offre qu'un aperçu de la capacité inégalée de Frontier en tant qu'outil de découverte scientifique. Il est le résultat de plus d'une décennie de collaboration entre les laboratoires nationaux, les universités et l'industrie privée, y compris le projet de calcul exascale du DOE, qui déploie les applications, les technologies logicielles, le matériel et l'intégration nécessaires pour assurer un impact à l'exascale ».

Les États-Unis n'étaient pas la seule région à réaliser des gains notables. L'Europe s'est également bien comportée avec le supercalculateur LUMI nouvellement déployé en Finlande qui a devancé de peu le sommet américain pour revendiquer la troisième place avec 151,9 pétaflops de performances FP64.

Pendant ce temps, le français Adastra de GENCI-CINES a remporté de justesse la 10e place avec 46,1 pétaflops de performance. Bien qu'il soit loin d'être aussi puissant que LUMI, Adastra détient toujours la distinction d'être le deuxième supercalculateur le plus puissant d'Europe.

La force relative de l'Europe dans les derniers résultats du Top500 souligne l'élan croissant autour du calcul haute performance dans la région. L'entreprise commune EuroHPC a déjà pris des mesures pour acquérir et déployer le premier système européen de classe exascale d'ici 2023.

De plus, l'Europe accueillera plusieurs projets de supercalcul à venir, notamment le très attendu supercalculateur Alps en Suisse, le supercalculateur Champollion en France et le système Leonardo de Cineca en Italie, pour n'en nommer que quelques-uns.

Des systèmes comme LUMI et Adastra illustrent également une autre tendance. Comme Frontier, ils sont basés sur la plate-forme entièrement AMD Cray EX de HPE utilisant les processeurs Epyc de troisième génération et les GPU Instinct du fabricant de puces.

Voici un aperçu des points essentiels :

Enfin, le HPC a brisé officiellement la barrière de l'exascale : la prochaine plate-forme fournit le contexte général de la réalisation de l'exascale et de son importance pour le calcul haute performance. « Certains d'entre nous attendent ce moment depuis des décennies », s'est réjoui Timothy Prickett Morgan. « Cette échelle, qui a été très coûteuse et difficile à trouver, donne aux chercheurs la possibilité de faire des simulations plus grandes et plus fines et une immense quantité de formation et d'inférence d'IA, ouvrant toutes sortes de possibilités pour l'avancement de la science et l'ingénierie ».
Les États-Unis regagnent la première place, mais qu'en est-il de la Chine ? : La publication du Top500 est souvent vue en termes géopolitiques, et c'est l'objectif adopté par le New York Times, qui note que Frontier a renversé le système japonais Fugaku au sommet de la liste Top500. Mais le NYT note également que « Certains experts pensent que Frontier a été battu dans la course à l'exascale par deux systèmes en Chine. Les opérateurs de ces systèmes n'ont pas soumis les résultats des tests pour évaluation. Les détails des systèmes chinois ont été rapportés par plusieurs médias, notamment par Nicole Hemsoth dans un article publié en 2021 intitulé China Has Already Reached Exascale – One Two Separate Systems.
L'heure de gloire du HPC américain ? : La note exascale de Frontier fait partie d'une résurgence plus importante pour le HPC américain, comme l'ont noté certains médias : « Les résultats marquent un tournant pour le supercalcul américain, qui s'est affaibli ces dernières années. Les systèmes américains capturent désormais les première, quatrième, cinquième, septième et huitième places dans le top dix de la liste Top500 ».
Forte performance des processeurs AMD : le Top500 offre des droits de vantardise aux fournisseurs de matériel, et la version de juin 2022 met en évidence les gains des processeurs AMD APYC dans le HPC : « Les systèmes équipés d'AMD EPYC comprennent désormais cinq des dix meilleurs supercalculateurs au monde et dix des vingt premiers », note Toms Hardware. « En fait, l'EPYC d'AMD est désormais présent dans 94 des 500 meilleurs supercalculateurs au monde, marquant une augmentation constante par rapport aux 73 systèmes répertoriés en novembre 2021 ».
La puissance rencontre la durabilité avec LUMI : L'un des nouveaux systèmes les plus intéressants de la liste Top500 est LUMI, qui pointe au numéro 3. Le système a été développé par l'entreprise commune EuroHPC, un consortium de 10 pays européens. Le système de 151 pétaflops devrait permettre l'innovation dans la découverte de médicaments, les soins de santé et les prévisions météorologiques. Reflétant la sensibilité verte de l'Europe, LUMI fonctionne à l'hydroélectricité 100 % renouvelable, utilise le refroidissement naturel et dispose d'un système avancé de recyclage de la chaleur, sa chaleur résiduelle étant utilisée pour le chauffage urbain local.

Source : communiqué de presse EuroHPC

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