- Place de l'IT - https://placedelit.com -

HPC et IA: Un tout nouveau supercalculateur pour le CNRS

L'acquisition officialisée du supercalculateur
L’acquisition officialisée du supercalculateur HPE

Pour développer l’intelligence artificielle appliquée à la recherche, il faut notamment beaucoup de puissance de calcul intensif disponible à travers des supercalculateurs. La France affichait déjà sa volonté de se distinguer dans le domaine du High Performance Computing (HPC) à travers Genci, un groupement national de recherche dont la création remonte à 2007*. Un atout de compétitivité économique et scientifique à approfondir sous le prisme de l’intelligence artificielle (IA en français ou AI en anglais).
L’essor de l’IA a été mis en avant dans le rapport AI For Humanity de Cédric Villani (mathématicien devenu député LREM) remis au gouvernement en mars 2018. Il a servi de base pour définir la stratégie nationale de recherche en IA dévoilée huit mois plus tard. Du coup, les infrastructures et les ressources en calcul intensif deviennent encore plus stratégiques.
Le début de l’année 2019 est marqué par l’acquisition de «l’un des supercalculateurs les plus puissants d’Europe». La cérémonie officielle s’est tenue le 8 janvier avec la participation de Frédérique Vidal (Ministre de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et l’Innovation) et Philippe Lavocat (dirigeant du Genci), Antoine Petit (homologue au CNRS) et de Gilles Thiebault (P-DG de la branche française de Hewlett-Packard Enterprise qui a livré la configuration technologique de HPC).

Une puissance configuration pour la recherche IA

Le Genci souhaitait  une solution hybride «HPC + AI» afin de créer une plateforme nationale d’IA pour la recherche, capable de répondre aux besoins d’un millier de chercheurs et étudiants. HPE a été sélectionné début novembre 2018 pour fournir ce supercalculateur, vie un contrat de 9 ans.
Le nouveau supercalculateur sera localisé «début 2019» sur le pôle scientifique du plateau de Saclay (sud-ouest de Paris). Plus précisément dans le centre pour le calcul numérique intensif de l’Institut du Développement et des Ressources en Informatique Scientifique (Idris) du CNRS.
Financé par Genci à hauteur de 25 millions d’euros (hors coûts de fonctionnement), il dispose d’une puissance de calcul supérieure à 14 petaflops/s (14 millions de milliards d’opérations par seconde, soit l’équivalent de 15 000 ordinateurs dernière génération) et embarque plus d’un millier de GPU. La puissante configuration sera mise à disposition de la communauté de recherche en intelligence artificielle. C’est une acquisition importante puisque ce supercalculateur «doublera les moyens de calcul disponibles pour la simulation numérique», selon Genci.
Mis à disposition pour avancer dans l’IA, la super machine aura aussi des retombées pour d’autres champs scientifiques et dans une variété de secteurs (aéronautique, automobile, énergie, simulation du climat, prévision météorologique, matériaux, biologie et santé, sécurité et défense…). Les chercheurs pourront accéder à la plateforme HPC par le biais d’une procédure à soumettre auprès de l’alliance Allistene, qui regroupe de grands acteurs nationaux des sciences et technologies du numérique (dont l’Inria, le CNRS et le CEA).

Exemple d'exploitation d'un supercalculateur: Occigen par Genci (2015)
Exemple d’exploitation d’un supercalculateur: Occigen par Genci (2015)

Le calcul intensif inclus dans la stratégie IA du gouvernement

La mise à disposition de ce nouveau supercalculateur estampillé HPE entre dans la stratégie nationale et européenne visant à décupler les ressources IA. Ainsi, d’ici 2022, l’Etat s’engage à consacrer 170 millions d’euros pour développer des moyens de calculs colossaux, avec l’appui de la Commission européenne. Même si cet effort peut paraître dérisoire par rapport aux investissements réalisés par les géants du numérique entre les Etats-Unis et la Chine. Même s’il arrive que les GAFA (club informel réunissant Google, Apple, Facebook et Amazon) prêtent main forte à la France. Ainsi, dans son plan réactualisé de 10 millions d’euros pour le développement de l’IA dévoilé en janvier 2018 (essentiellement concrétisé par le renforcement du laboratoire parisien de recherche FAIR), Facebook prévoyait de financer dix serveurs modernes à mettre à disposition d’organismes de recherche ou de start-up français à la recherche de de la puissance de calcul. En 2016, le réseau social avait déjà fait don de serveurs à trois instituts français: l’Inria, l’École normale supérieure et l’université Pierre-et-Marie-Curie.
En ce qui concerne la contribution du gouvernement, la puissance de calcul fait l’objet d’une attention particulière dans la stratégie AI For Humanity. Une enveloppe de 170 millions d’euros sera attribuée à cette orientation, avec l’appui de la Commission européenne. Une quote-part de 25 millions d’euros devrait servir «à renforcer les équipes de support nationales au sein des organismes de recherche pour faciliter l’utilisation des grandes bases de données et des algorithmes».

EuroHPC: coup d'envoi donné par Mariya Gabriel, Commissaire européenne en charge de l'Économie et la Société numériques
EuroHPC: coup d’envoi donné par Mariya Gabriel, Commissaire européenne en charge de l’Économie et la Société numériques

Mobilisation européenne

Prochaine étape en matière de puissance de calcul: l’exascale (1exaflops/s) ou comment traiter 1 milliard de milliards d’opérations par seconde.
Le Genci se portera candidat à l’horizon 2022 pour investir dans une machine supportant cette puissance de calcul (conception + hébergement) qui répondra à des besoins de calcul haute performance et de calcul spécifiques pour l’IA. Cet montée en puissance nécessitera un effort d’investissement global de 230 millions d’euros, mais le financement sera bouclé au niveau européen à travers EuroHPC. Cette initiative européenne fédère les ressources HPC de 25 pays, et apportera 80 millions d’euros en cofinancement. La structure commune EuroHPC est opérationnelle depuis novembre 2018 au Luxembourg et elle perdurera au moins jusqu’en 2026. Elle dispose en l’état actuel d’un budget public d’un milliard d’euros avec un complément de 400 millions d’euros si des entreprises du secteur privé soutiennent l’initiative.
L’objectif vise à disposer d’une puissante infrastructure HPC («deux supercalculateurs intégrés dans le top 5 mondial et au moins deux autres à classer dans le palmarès des 25 configurations les plus sophistiquées») permettant à 800 chercheurs d’approfondir des applications industrielles ou scientifiques. Mais aussi de poursuivre l’innovation en élargissant l’accès au calcul intensif à des PME. Dans le budget prévisionnel de l’UE pour la période 2021-2027, un montant de 2,7 milliards d’euros est d’ores et déjà alloué au «supercomputing» (contre 2,5 milliards d’euros pour l’intelligence artificielle).
Il va falloir mettre les bouchées doubles si l’Europe veut vraiment se faire une place dans le TOP500 dédié aux supercalculateurs dans le monde. Le classement le plus récent (novembre 2018) montre que, sur les cinq premières positions, les Etats-Unis occupent les deux premiers rangs avec des configurations IBM, suivis de la Chine (numéro 3 et 4) avec l’appui des duos Sunway/National Research Center of Parallel Computer Engineering and Technology (NRCPC) et Matrix-2000/ National University of Defense Technology, puis de la Suisse avec le soutien technologique de Cray. Le premier supercalculateur européen arrive en 8ème position (d’origine allemande et développé avec Lenovo).

Genci: créée en 2007, cette société civile est détenue à 49% par l’Etat représenté par le ministère en charge de l’Enseignement supérieur et la Recherche, 20% par le CEA, 20 % par le CNRS, 10% par les Universités représentées par la Conférence des Présidents d’Université et 1% par Inria (source : Genci.fr).

HPE, partenaire HPC stratégique

C’est un bel appel d’offres remporté par la branche française de Hewlett-Packard Enterprise (HPE) qui a livré la configuration technologique du nouveau supercalculateur pour le compte du duo Genci/CNRS. La firme technologique a fourni à Place de l’IT quelques caractéristiques techniques hardware et software de la puissante machine destinée à faire mouliner l’IA: 1528 nœuds CPU de dernière génération Intel Cascade Lake, 261 nœuds équipés de 4x GPU NVIDIA V100 32GB, une solution de stockage DDN de 1PB Full Flash solution et une offre de Datacenter avec l’équipe Pointnext Datacenter en France. «HPE est heureux et fier d’être le partenaire stratégique de Genci pour ce projet innovant, au bénéfice de la recherche scientifique française. Plus de 1000 chercheurs et étudiants de l’IA auront accès à cette nouvelle plateforme,» rapporter évoque Gilles Thiebault, PDG chez HPE France.