Occupant la 14ème place, Tera 1000 devient ainsi le supercalculateur généraliste le plus puissant d’Europe, atteignant une puissance de calcul de 25 petaflops pour une consommation énergétique extrêmement compétitive de 4 MW. Ce résultat vient couronner le savoir-faire du CEA/DAM et d’Atos dans le calcul haute performance (HPC) et une stratégie de co-design engagée depuis près de 18 ans entre les deux partenaires, côte-à-côte pour poursuivre la compétition internationale vers l’exascale et ainsi atteindre une puissance de calcul d’un milliard de milliards d’opérations par seconde.
Supercalculateur TERA1000, opérationnel sur le centre CEA DAM Île-de-France à Bruyères-le-Châtel © CEA
Les besoins des programmes du CEA/DA pour la défense nécessitent la mise en œuvre d’un supercalculateur de classe exaflopique à l’horizon 2020. Des ruptures technologiques sont nécessaires pour y parvenir, notamment pour maîtriser la consommation énergétique – enjeu de plus en plus déterminant sur le marché du calcul haute performance (HPC) – mais aussi pour réguler les flux d’informations et faire face au volume considérable de données produites par des simulations de plus en plus précises de phénomènes multi-physiques et multi-dimensionnels.
Dans ce but, le CEA/DAM a décidé d’appliquer une méthodologie anticipée de co-design avec Atos, en collaboration avec Intel. L’objectif est de maximiser les performances du calculateur en le testant sur des applications. Les compétences du CEA/DAM interviennent à plusieurs niveaux : la structure des codes de calcul de ces applications, l’interaction de ces codes avec le supercalculateur et l’architecture même du supercalculateur.
25 fois plus de puissance à consommation électrique équivalente, une prouesse écoresponsable
Déployé en deux étapes sur le centre CEA de Bruyères le Châtel (Île-de-France), Tera 1000 présente une capacité de calcul de 25 petaflops à très haute efficacité énergétique sur un large spectre d’applications, grâce notamment aux technologies Atos pour sa gamme de supercalculateurs BullSequana X. BullSequana intègre une technologie nouvelle de refroidissement par une circulation d’eau tiède au plus près des processeurs. Un seul module BullSequana peut délivrer quasiment les trois-quarts de la puissance de calcul de Tera 100 , le précédent supercalculateur en exploitation au CEA/DAM, avec une efficacité énergétique améliorée d’un facteur 25.
Pour François Geleznikoff, Directeur des applications militaires du CEA, « Le partenariat entre Atos et le CEA/DAM permet une nouvelle fois de passer un cap technologique majeur pour accroître la puissance des supercalculateurs. TERA 1000 permet d’augmenter très fortement la qualité prévisionnelle des simulations numériques pour les applications de Défense mais également pour la recherche et l’industrie. Cette étape ouvre la voie à l’exaflops pour le début de la décennie suivante. »
Pierre Barnabé, Directeur général des activités Big Data & Cybersécurité du groupe Atos, complète : « Atos est très fier de participer au rayonnement mondial de la France et de l’Europe dans le domaine des supercalculateurs, en fournissant au CEA la puissance nécessaire pour développer une recherche innovante de qualité. Le classement du Top 500 conforte la collaboration historique entre le CEA et Atos, et reconnaît l’excellence technologique d’Atos dans le domaine du calcul haute performance. »
Caractéristiques techniques
Tera 1000 est composé de deux partitions de calcul :
- une première à base de processeurs de la famille Intel® Xeon V3, en production depuis 2016 ;
- et une seconde de toute dernière génération BullSequana, à base des processeurs Intel® Xeon Phi™ Knight Landing interconnectés par un réseau Bull X Interconnect (BXI) à très haute performance, résultats de la collaboration de R&D entre le CEA/DAM et Atos.
La deuxième tranche de TERA 1000 marque une rupture par les parallélismes mis en œuvre sur ses 540 000 cœurs de calcul. Son architecture préfigure les architectures qui seront mises en œuvre à l’horizon de 2020 dans le prochain calculateur du CEA/DAM, EXA1.