11 novembre 2009
Penser plus grand
Une puissance de calcul sans précédent est maintenant accessible aux chercheurs
Par : Jean Hamann
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Marc Parizeau, professeur au Département de génie électrique et de génie informatique: «Le supercalculateur CLUMEQ/Québec constitue un saut quantique sur le plan de la puissance de calcul».
— Marc Robitaille
D'ici quelques jours, l'Université prendra officiellement possession d'un nouveau supercalculateur qui risque d'avoir un impact majeur pour de nombreux chercheurs. En effet, ceux dont les travaux exigent une puissance de calcul hors de l'ordinaire peuvent désormais compter sur un équipement de calibre mondial, assure Marc Parizeau, professeur au Département de génie électrique et de génie informatique et responsable du projet de supercalculateur CLUMEQ/Québec. «Jusqu'à présent, les groupes de recherche avaient accès, chacun de leur côté, à quelques ordinateurs de puissance limitée. L'arrivée de ce supercalculateur constitue un saut quantique sur le plan de la puissance de calcul. Les chercheurs disposent maintenant d'un équipement de haute performance grâce auquel ils peuvent penser plus grand.»
Il aura fallu environ trois ans pour mener ce projet à terme. L’achat et l’installation de ce superordinateur ont été réalisés grâce à une subvention de 12,5 M$ provenant de la Fondation canadienne pour l’innovation (40 %), du gouvernement du Québec (40 %) et de l’Université et de partenaires privés (20 %). Ce projet s’inscrit dans un programme national visant à doter le Canada d’une infrastructure de calcul haute performance. Le consortium CLUMEQ, qui regroupe l’Université Laval, McGill et toutes les composantes de l’Université du Québec, a obtenu 25 % de l’enveloppe consentie au programme. Cette somme a été partagée entre le site de Montréal et celui de Québec. «Il a fallu beaucoup de travail, mais tous les morceaux sont finalement tombés en place, constate le professeur Parizeau. Il n'y a pas eu de catastrophes ni de dépassements de coûts. Nous avions de bons plans et devis, de sorte qu'il n'y a pas eu de modifications importantes pendant le chantier.»
Le supercalculateur est logé dans les locaux qui abritaient auparavant l'accélérateur de particules Van de Graaf. La structure en forme de silo située à l'extrémité nord du pavillon Alexandre-Vachon a dû être réaménagée de fond en comble pour satisfaire aux nouveaux besoins. Les spécialistes de Sun Microsystems ont entrepris l'installation des composantes du supercalculateur en juin 2009 et ils s'affairent ces jours-ci à en optimiser le fonctionnement. La machine se compose de 960 unités réparties dans dix cabinets. Sa puissance brute équivaut à celle de 3 800 ordinateurs personnels à la fine pointe de la technologie, mais sa capacité de calcul est beaucoup plus grande parce que ses composantes sont connectées par des liens haute vitesse permettant une synergie de travail. «Le système de réseautique dernière génération qui relie les grappes de calcul est deux fois plus rapide que le précédent, ce qui fait que la capacité de transfert de données entre les composantes est très élevée», précise Marc Parizeau. Le système de transfert de données sur disque est également très performant. Il peut graver l'équivalent de quatre DVD bien remplis à la seconde, ce qui prévient les goulots d'étranglement en fin d'opérations.
Top 75
Ces caractéristiques confèrent à l'ensemble une qualité que n'ont pas certaines machines possédant plus de processeurs. «Il y a un an, notre supercalculateur aurait pu revendiquer une place parmi les 20 plus puissantes machines au monde, mais les choses évoluent très vite dans ce domaine. Le prochain classement sera divulgué sous peu et je crois que notre supercalculateur sera parmi les 75 premiers», avance Marc Parizeau.
Le superordinateur de CLUMEQ/Québec sera utilisé par les chercheurs dont les travaux nécessitent une grande puissance de calcul. On pense notamment aux modélisations en astronomie, économique, climatologie, aérodynamisme, hydrodynamisme et même en comportement routier des pneus, des domaines qui requièrent la résolution simultanée de milliers d’équations. L'utilisation du supercalculateur est gratuite pour les chercheurs universitaires. Pour obtenir une première allocation de temps, il suffit de s'inscrire auprès de Calcul Canada (computecanada.org), qui gère l'accès à l'ensemble des supercalculateurs canadiens.
Le professeur Parizeau n'anticipe pas d'engorgement pendant les semaines qui viennent. «La machine fonctionnera 24 heures par jour, sept jours par semaine, de sorte que nous pourrons accommoder la grande majorité des chercheurs. Un mode de gestion des demandes, en voie d'élaboration, sera mis en vigueur au cours des prochains mois.» La façon dont sera géré cet équipement est primordiale pour la suite des choses, poursuit-il. «Nous allons faire tout en notre pouvoir pour offrir de bons services aux chercheurs et pour instaurer un mode de gestion de l'allocation du temps machine qui reposera sur des règles claires. Nous voulons garantir un accès démocratique au supercalculateur de façon à ce que le plus grand nombre possible de chercheurs puissent l'utiliser.»
Il aura fallu environ trois ans pour mener ce projet à terme. L’achat et l’installation de ce superordinateur ont été réalisés grâce à une subvention de 12,5 M$ provenant de la Fondation canadienne pour l’innovation (40 %), du gouvernement du Québec (40 %) et de l’Université et de partenaires privés (20 %). Ce projet s’inscrit dans un programme national visant à doter le Canada d’une infrastructure de calcul haute performance. Le consortium CLUMEQ, qui regroupe l’Université Laval, McGill et toutes les composantes de l’Université du Québec, a obtenu 25 % de l’enveloppe consentie au programme. Cette somme a été partagée entre le site de Montréal et celui de Québec. «Il a fallu beaucoup de travail, mais tous les morceaux sont finalement tombés en place, constate le professeur Parizeau. Il n'y a pas eu de catastrophes ni de dépassements de coûts. Nous avions de bons plans et devis, de sorte qu'il n'y a pas eu de modifications importantes pendant le chantier.»
Le supercalculateur est logé dans les locaux qui abritaient auparavant l'accélérateur de particules Van de Graaf. La structure en forme de silo située à l'extrémité nord du pavillon Alexandre-Vachon a dû être réaménagée de fond en comble pour satisfaire aux nouveaux besoins. Les spécialistes de Sun Microsystems ont entrepris l'installation des composantes du supercalculateur en juin 2009 et ils s'affairent ces jours-ci à en optimiser le fonctionnement. La machine se compose de 960 unités réparties dans dix cabinets. Sa puissance brute équivaut à celle de 3 800 ordinateurs personnels à la fine pointe de la technologie, mais sa capacité de calcul est beaucoup plus grande parce que ses composantes sont connectées par des liens haute vitesse permettant une synergie de travail. «Le système de réseautique dernière génération qui relie les grappes de calcul est deux fois plus rapide que le précédent, ce qui fait que la capacité de transfert de données entre les composantes est très élevée», précise Marc Parizeau. Le système de transfert de données sur disque est également très performant. Il peut graver l'équivalent de quatre DVD bien remplis à la seconde, ce qui prévient les goulots d'étranglement en fin d'opérations.
Top 75
Ces caractéristiques confèrent à l'ensemble une qualité que n'ont pas certaines machines possédant plus de processeurs. «Il y a un an, notre supercalculateur aurait pu revendiquer une place parmi les 20 plus puissantes machines au monde, mais les choses évoluent très vite dans ce domaine. Le prochain classement sera divulgué sous peu et je crois que notre supercalculateur sera parmi les 75 premiers», avance Marc Parizeau.
Le superordinateur de CLUMEQ/Québec sera utilisé par les chercheurs dont les travaux nécessitent une grande puissance de calcul. On pense notamment aux modélisations en astronomie, économique, climatologie, aérodynamisme, hydrodynamisme et même en comportement routier des pneus, des domaines qui requièrent la résolution simultanée de milliers d’équations. L'utilisation du supercalculateur est gratuite pour les chercheurs universitaires. Pour obtenir une première allocation de temps, il suffit de s'inscrire auprès de Calcul Canada (computecanada.org), qui gère l'accès à l'ensemble des supercalculateurs canadiens.
Le professeur Parizeau n'anticipe pas d'engorgement pendant les semaines qui viennent. «La machine fonctionnera 24 heures par jour, sept jours par semaine, de sorte que nous pourrons accommoder la grande majorité des chercheurs. Un mode de gestion des demandes, en voie d'élaboration, sera mis en vigueur au cours des prochains mois.» La façon dont sera géré cet équipement est primordiale pour la suite des choses, poursuit-il. «Nous allons faire tout en notre pouvoir pour offrir de bons services aux chercheurs et pour instaurer un mode de gestion de l'allocation du temps machine qui reposera sur des règles claires. Nous voulons garantir un accès démocratique au supercalculateur de façon à ce que le plus grand nombre possible de chercheurs puissent l'utiliser.»
