L’alliance de l’utra-puissance et de la frugalité énergétique

EXA1 est le supercalculateur basé sur des CPU le plus puissant et le plus économe en énergie d’Europe. Doté de 12 960 processeurs AMD et de 829 440 cœurs de processeurs, il s’agit du plus grand système de calcul haute performance (HPC) jamais installé dans le monde. Particulièrement compétitif, EXA1 affiche une puissance de calcul de 23,2 pétaflops et une consommation d’énergie de 4,96 mégawatts.

La première partition du supercalculateur EXA1, qui vient d’être lancée, est basée sur l’architecture du BullSequana XH2000 d’Atos faisant partie des 500 systèmes les plus puissants au monde. Elle est classée en 14ème position du Top 500*¹.

Les bénéfices d’EXA 1

Ce nouveau supercalculateur est entièrement refroidi par de l’eau grâce à la solution brevetée DLC (Direct Liquid Cooling) d’Atos qui utilise de l’eau tiède à cet effet. Avec un indicateur d’efficacité énergétique PUE~1 (Power Usage Effectiveness), EXA1 enregistre les meilleures performances du marché. Cette fonctionnalité permet à la Direction des applications militaires du CEA, dans le cadre de ses programmes de défense, de contrôler efficacement sa consommation d’énergie, de réduire ses coûts et de bénéficier de processeurs aux exigences les plus élevées en matière de puissance.

La première partition d’EXA1 est interconnectée par la seconde génération de BullSequana eXascale Interconnect (BXI V2). Grâce au déchargement matériel complet du mécanisme de communication dans le BXI V2, l’utilisation du processeur est optimisée et permet de prévenir les interférences. Les performances de communication des applications HPC étant améliorées par le déchargement, les processeurs peuvent se concentrer pleinement sur les tâches de calcul tandis que le BXI V2 gère indépendamment les communications. Pour garantir des performances de communication élevées, le supercalculateur tient compte de la bande passante, des latences et des taux de messages.

EXA1 au service du programme Simulation du CEA

EXA1 répond aux besoins du programme Simulation de la Direction des applications militaires du CEA, dont le but est de garantir la sûreté et la fiabilité des armes nucléaires françaises. Ce programme repose notamment sur des simulations numériques qui reproduisent la complexité du fonctionnement des armes par une modélisation physique très poussée. Pour être de plus en plus représentative de ces phénomènes complexes, la simulation nécessite d’accroître en cohérence les performances des supercalculateurs. Cela permet de conserver des temps de calcul raisonnables compatibles des délais des programmes de renouvellement des armes nucléaires. Le CEA a donc besoin de calculateurs de plus en plus puissants, dimensionnés pour satisfaire les exigences de conception et de garantie des armes nucléaires. C’est le cas de Tera 1000 et désormais d’EXA1. Ces résultats numériques sont ensuite validés sur de grandes installations expérimentales de physique, comme le Laser Mégajoule, et sur les résultats des essais nucléaires passés.

Vincenzo Salvetti, Directeur des applications militaires du CEA : « Le développement d’un tel supercalculateur de haut niveau est essentiel pour certains programmes de défense que nous mettons en œuvre au sein du CEA. Pour ce faire, il est nécessaire de réaliser de véritables avancées technologiques qui nous permettent à la fois de minimiser notre consommation d’énergie et de garantir le traitement efficace d’énormes volumes de données générés par des simulations de plus en plus précises. Je suis fier que le partenariat de long terme entre Atos et le CEA en R&D marque un nouveau tournant majeur et nous permette de maximiser les capacités d’innovation du CEA ».