Les équipes du CEA et de RIKEN ont discuté des projets en cours et à venir pour leurs supercalculateurs ainsi que des programmes de recherche en informatique quantique.
Le CEA et RIKEN collaborent déjà fortement sur le développement et l'optimisation d'applications grâce à des travaux conjoints sur les applications du CEA Smilei et WarpX (toutes deux des applications Particle-in-Cell) et Gysela (application dans le domaine de la fusion). Ces trois applications ont obtenu l'accès à Fugaku à l'automne 2021 dans le cadre de cette collaboration, et grâce à une optimisation de WarpX sur Fugaku, le CEA et le RIKEN ont réussi à être finalistes du prix Gordon-Bell de l'ACM pour la conférence SC22 (voir https://www.hpcwire.com/2022/08/12/sc22-unveils-acm-gordon-bell-prize-finalists/). "Travailler sur Fugaku dans le cadre de la collaboration CEA/RIKEN est une chance car les chercheurs du CEA peuvent préparer leur code pour l'architecture Arm à une échelle exaflopique, avec l'aide des experts de RIKEN", a déclaré France Boillod-Cerneux, responsable de la collaboration pour le CEA. "Nous aimerions renouveler cette expérience avec d'autres applications du CEA qui pourraient tirer parti de l'architecture Fugaku". RIKEN a organisé une visite de Fugaku avec les chercheurs du CEA, découvrant pour la première fois le supercalculateur sur lequel leurs applications sont exécutées.
Un accent particulier a été mis sur l'informatique quantique (QC) au cours de cet atelier, ce work package ayant été récemment créé en janvier 2022. Le CEA et le RIKEN encouragent tous deux la recherche sur le calcul quantique au sein de leurs instituts (de la recherche fondamentale au développement d'applications). Après le lancement de ces discussions par visio en septembre 2021, le workshop à Kobe a été l'occasion pour les équipes d'échanger en présentiel : Les interactions possibles sur l'informatique quantique pourraient se concentrer sur l'intégration d'unités de calcul quantique (QPU) dans les infrastructures HPC, ainsi que sur l'expérimentation d'algorithmes quantiques sur différentes architectures de QPU grâce à un accès mutuel aux installations de calcul quantique respectives.
Le CEA et le RIKEN encourageront également les activités dans le domaine de l'intelligence artificielle : les équipes ont discuté du développement et de la précision des modèles d'IA pour remplacer les simulations régulières de calcul à haute performance ou encore pour améliorer l'utilisation des systèmes de calcul à haute performance (comme l'utilisation de modèles d'IA pour améliorer la consommation d'énergie des supercalculateurs).
La collaboration CEA RIKEN implique plus de 60 chercheurs en HPC, IA et Big Data, travaillant ensemble depuis différents endroits, se réunissant deux fois par an lors de workshops en France et au Japon alternativement.
Malgré la situation de pandémie COVID-19, le CEA et RIKEN ont organisé avec succès le workshop CEA-RIKEN les 18 et 19 octobre au R-CCS de RIKEN sous la forme d'un workshop hybride. Au cours du workshop, nous avons eu des discussions productives dans plusieurs autres domaines de recherche, en plus du portage d'applications, de l'informatique quantique et de l'IA et du BigData : La formation (initiale et continue), la programmation, le benchmarking et le développement d'application sismique.
Grâce à la collaboration entre le CEA et le RIKEN, les chercheurs français et japonais ont réalisé de nombreuses avancées et développements dans le domaine des sciences du numérique et du calcul haute performance ; cette collaboration donnera lieu à de nouveaux succès d'ici les cinq prochaines années.
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Le RIKEN et le calcul intensif
Le RIKEN est la plus importante et la plus diversifiée des organisations de recherche japonaises, avec 3 500 employés et un budget de 775 millions d'euros. Depuis sa fondation il y a plus d'un siècle, en 1917, le RIKEN a accompagné des recherches pionnières et innovantes dans toute la gamme des sciences de la nature, depuis la biologie du développement ou les neurosciences, jusqu'à la physique quantique, et enfin l'informatique. Aujourd'hui, le RIKEN dispose d'un réseau de centres de recherche dans tout le Japon, avec des installations de pointe parmi les meilleures au monde.
Le RIKEN Center for Computational Science abrite le supercalculateur Fugaku, le plus puissant du monde. Fugaku est déployé dans le cadre d'un plan national visant à concevoir le supercalculateur japonais phare de la prochaine génération, afin d'y exploiter un large éventail d'applications dans des domaines sociétaux et scientifiques hautement prioritaires. Il sera utilisé dans des applications participant au plan Society 5.0, dans des domaines tels que la mise au point de médicaments, la médecine personnalisée et préventive, les simulations de catastrophes naturelles, les prévisions météorologiques et climatiques, la création, le stockage et l'utilisation de l'énergie, le développement des énergies propres, le développement de nouveaux matériaux, les nouveaux processus de conception et de production industrielles, et, dans le registre purement scientifique, l'élucidation des lois fondamentales et de l'évolution de l'univers. Ce nouveau superordinateur devrait commencer à fonctionner pleinement au cours de l'exercice fiscal japonais 2021 (qui commencera en avril 2021).
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Le calcul intensif au CEA
Le CEA est un acteur majeur de toute la chaîne de valeur du calcul avancé et du calcul intensif, depuis les technologies jusqu'aux usages. De nombreuses équipes du CEA travaillent au développement d'importantes applications scientifiques, avec l'objectif de relever nos prochains défis en termes de modélisation climatique, énergie de fusion, énergie bas carbone, sciences des matériaux, sécurité globale, astrophysique ou santé. Le CEA est également un acteur clé dans le développement de la technologie silicium, de l'architecture des processeurs, du matériel et des logiciels d'intelligence artificielle, ainsi que dans la co-conception de superordinateurs, le développement d'environnements logiciels HPC, ainsi que d'outils de programmation et d'algorithmes.
Le CEA exploite des ressources informatiques de classe mondiale et fournit les services associés, en particulier pour la recherche (Très Grand Centre de Calcul - TGCC) et l'industrie (TGCC/Centre de Calcul Recherche et Technologie - CCRT). Le TGCC est l'un des principaux centres de calcul européens, dont l'exploitation et le support utilisateur sont assurés par les équipes du centre CEA de Bruyères-le-Châtel (91, France).
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