Supercalculateurs : huit nouveaux sites en Europe, trois pour des « précurseurs de machines exaflopiques »

L'Europe veut faire une entrée fracassante dans le monde des supercalculateurs. Huit projets viennent d'être approuvés par la Commission européenne, dont trois avec une puissance dépassant les 150 pétaflops. Ils verront le jour en fin d'année prochaine et « se rangeront parmi les cinq premiers du classement mondial ».

Depuis plusieurs mois, les instances du Vieux Continent ne cachent pas leur ambition de « faire de l'Europe l'une des régions du monde à la pointe du supercalcul ».

La dernière annonce en date est d'ailleurs la conséquence directe d'une décision de septembre dernier. Le Conseil des ministres approuvait officiellement « les plans de la Commission visant à investir conjointement avec les États membres pour mettre en place une infrastructure de supercalculateurs de classe mondiale à l'échelle européenne ».

Le nom de ce projet : EuroHPC (The European High-Performance Computing Joint Undertaking). Une entreprise commune a donc été créée dans la foulée, avec un budget d'un milliard d'euros. La moitié provient de l'Union européenne, l'autre moitié des États membres participants.

À long terme, il est prévu d'investir 2,7 milliards d'euros dans cette aventure commune. 

Huit nouveaux centres en Europe, la France hors concours

Lla Commission européenne a annoncé avoir sélectionné huit villes pour accueillir des supercalculateurs de « classe mondiale ». Pour trois d'entre elles, il s'agit de supercalculateurs présentés comme étant des « précurseurs de machines exaflopiques » qui devraient se hisser dans le top 5 mondial.

Les gagnants du jour se trouvent à Barcelone (Espagne), Bologne (Italie), Kajaani (Finlande), Minho (Portugal), Ostrava (République tchèque), Bissen (Luxembourg), Sofia (Bulgarie) et Maribor (Slovénie) ; soit l'intégralité des dossiers déposés. Aucun lauréat n'est situé en France ou en Allemagne, mais EuroHPC rappelle que les deux pays disposent déjà de supercalculateurs (co)financés avec ses fonds. Ils se trouvent respectivement au CEA et au Centre de recherche de Jülich.

Comme toujours, le but des supercalculateurs sera de soutenir « le développement d'applications majeures dans des domaines tels que la médecine personnalisée, la conception de médicaments et de matériaux, la bio-ingénierie, les prévisions météorologiques et le changement climatique ». Forcément, l'IA et la blockchain sont également citées. 

En septembre dernier, il était question « d'acquérir et de déployer dans l'UE deux supercalculateurs qui figureront parmi les cinq plus puissants du monde, et au moins deux autres qui, actuellement, se classeraient parmi les 25 premiers mondiaux ». Le plan de la semaine dernière est plus ambitieux avec trois machines dans le top 5 mondial, en plus de cinq autres supercalculateurs.

Trois supercalculateurs d'au moins 150 pétaflops...

Les « trois précurseurs de machines exaflopiques » seront capables d'exécuter plus de 150 pétaflops, soit 150 millions de milliards de calculs par seconde. Ils auront encore du chemin à parcourir pour atteindre le Graal d'une puissance d'un exaflops, correspondant à 1 000 pétaflops ou un milliard de milliards d'opérations par seconde.

L'appel à projets pour ces supercalculateurs de classe exaflopique avait été lancé en janvier 2019, avec 250 millions d'euros de financement de la part d'EuroHPC. Les pays déposant un dossier devaient s'engager à investir autant de leur poche, soit un total de 500 millions d'euros.

Il était alors précisé que la consommation devait être située entre 10 et 15 MW. Trois pays (parfois en association avec d'autres) étaient candidats : la Finlande (CSC, à Kajaani), l'Italie (CINECA, à Bologne) et l'Espagne (BSC, à Barcelone). Tous ont finalement obtenu satisfaction. 

Jusqu'à 200 pétaflops pour LUMI et MareNostrum 5...

Quelques détails sont disponibles concernant LUMI (Large Unified Modern Infrastructure) qui sera installé en Finlande. Sa puissance théorique maximale devrait dépasser les 200 pétaflops. Il disposera de 60 Po de stockage, dont une partie « considérable » en mémoire flash avec une bande passante de plus d'un To/s.

Des GPU seront aussi de la partie, mais aucun détail n'est donné. Aucune information non plus sur le type de processeurs et leur(s) architecture(s). Le montant total des investissements pour ce seul supercalculateur est de 207,1 millions d'euros, dont a priori la moitié d'EuroHPC. En plus de la Finlande, la Belgique, la République tchèque, le Danemark, la Norvège, la Pologne, la Suède et la Suisse ont mis la main au porte-monnaie. 

En Espagne, il est question de MareNostrum 5, qui viendra remplacer MareNostrum 4 avec une puissance de calcul multiplié par 17. Là encore, il est question d'atteindre les 200 pétaflops. Aucun détail technique supplémentaire n'a malheureusement été donné. L'Europe investirait environ 100 millions d'euros. L'Espagne ouvre évidemment son portefeuille et plusieurs pays apportent une contribution financière : Portugal, Turquie et Croatie.

Là encore, le montant total devrait aux alentours de 200 millions d'euros.

Aucune information n'a pour le moment été mise en ligne par le CINECA concernant son supercalculateur. Si l'on se base sur les chiffres de la Commission européenne, le montant de l'investissement devrait être du même ordre de grandeur : 200 millions au total, dont 100 millions d'EuroHPC. 

... pendant que la France passera à 22 pétaflops

Selon le classement Top 500 de novembre 2018 (le dernier disponible), le supercalculateur le plus puissant actuellement est Summit avec 143,5 pétaflops et jusqu'à 200 pétaflops en crête. Le premier français est bien loin derrière (16e position) avec Tera-1000-2 du CEA à 12 pétaflops (jusqu'à 23 pétaflops en crête).

Mais l'Hexagone n'a pas dit son dernier mot avec Joliot-Curie qui passera à 22 pétaflops en 2020 avec l'ajout de processeur AMD Epyc en 7 nm. Le CEA (Commissariat à l'énergie atomique) expliquait récemment que « cette montée en puissance du supercalculateur Joliot-Curie s’inscrit dans la compétition internationale vers l’exascale ».

Rappelons que l'Europe développe son propre processeur pour atteindre une puissance exaflopique : ExaNoDe. Le prototype est en phase finale d'intégration et devrait être validé ce mois, si tout se passe comme prévu. 

Si les promesses sont respectées, l'Europe peut effectivement faire une entrée fracassante dans le Top 500 des supercalculateurs... du moins en l'état actuel des choses. Sur les 10 premières places, on retrouve cinq fois les États-Unis, deux fois la Chine, la Suisse, le Japon et l'Allemagne. D'autres surprises peuvent arriver pendant les 18 prochains mois.

Cinq autres d'au moins 4 pétaflops

Les cinq autres supercalculateurs auront une puissance d'au moins 4 pétaflops. Là encore, un appel à projets avait été mis sur pied mi-février. EuroHPC proposait 30 millions d'euros. La part des pays impliqués devait être plus importante avec au moins 65 % du montant total. 

La prochaine étape est de signer des conventions pour la mise en place des supercalculateurs. Elles « préciseront le déroulement du processus d'acquisition des machines ainsi que les engagements budgétaires respectifs de la Commission et des pays membres ». Un calendrier ambitieux, les machines devant être opérationnelles au second semestre 2020. 

L'Europe annonce un budget total de 840 millions d'euros : 3x 200 millions pour les précurseurs et 8x 30 millions pour les autres. Près de la moitié du budget global sera payée par EuroHPC. Le détail des accords de financement de chaque projet sera connu dans un second temps.

« Ensemble, ces précurseurs [les machines de classe exaflopique, ndlr] et les systèmes pétaflopiques permettront de doubler les ressources de supercalcul disponibles au niveau européen, auxquelles un nombre beaucoup plus grand d'utilisateurs pourront ainsi avoir accès », affirme la Commission.