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Japon

Une année de collaboration fructueuse entre le RIKEN et le CEA dans le domaine du calcul intensif


​Les experts en calcul intensif du CEA et du RIKEN ont passé en revue, en mars 2018, les progrès réalisés dans le cadre de leur collaboration, un an après la mise en place de leur collaboration. Cet accord avait été signé à Tokyo le 11 janvier 2017, dans le cadre plus large de l’accord de collaboration passé entre les ministères français et japonais en charge de l’enseignement supérieur et de la science.

Publié le 6 juillet 2018

​Le calcul intensif est à la base de la simulation numérique et du traitement de grandes masses de données, des outils incontournables permettant d’atteindre l’excellence dans les sciences, d’assurer la compétitivité industrielle et la croissance économique.

La France et le Japon ont tous deux des projets nationaux dans le domaine des supercalculateurs de future génération (2020-2025) et ils encouragent les collaborations avec les partenaires industriels et les organisations de recherche en matière de conception. Une forte convergence des points de vue existe également concernant les options technologiques et méthodologiques : technologie à base de processeurs d'architecture ARM [1], interopérabilité entre les architectures via des écosystèmes de logiciels libres, conception commune logiciel/matériel (co-conception ou "co-design") et partenariat avec les industriels fournisseurs de technologie, développement des communautés d'utilisateurs.
Après une année de collaboration active et productive dans ce domaine du calcul intensif, les équipes françaises et japonaises, issues de différentes unités du CEA et du RIKEN R-CCS, envisagent désormais ensemble des perspectives pour 2020 et au-delà. Les défis à relever concernent l’économie d’énergie dans les systèmes informatiques, la facilité d’utilisation de ces systèmes et leur productivité globale - leur programmation efficace en vue de grandes applications scientifiques et sociétales ; le rapport performance/prix/utilité des solutions.
En vue de relever ces défis, la collaboration entre le CEA et le RIKEN R-CCCS couvre le développement de composants de logiciels libres, depuis le système d’exploitation et les "intergiciels" jusqu’aux applications, des efforts en formation, et enfin l'évaluation de performance ("benchmarking") . Les développements sont organisés de manière à apporter des avantages à la fois aux architectures de calcul intensif dominantes aussi bien qu’émergentes (par exemple x86 [2] ou ARM).
Les experts en HPC du CEA et du RIKEN R-RCCS se sont retrouvés à Paris au début du mois de mars 2018 pour une séance plénière et une revue d’avancement de leur collaboration. Les sujets suivants ont été discutés pendant les deux journées :
  • des sujets techniques: langages et environnements de programmation, environnements et supports d’exécution, ordonnanceurs de travaux prenant en compte la consommation d'énergie ;
  • les métriques et indicateurs de performance et d'efficacité - autour de la question de la conception d'ordinateurs utiles et productifs, ayant la meilleure efficacité possible ;
  • les ressources humaines, la formation et la gestion des compétences ;
  • enfin, les premières applications proposées dans la collaboration, qui concernent la chimie quantique et la physique de la matière condensée, ainsi que la résistance des installations nucléaires aux séismes.
Des pistes d’action détaillées pluriannuelles avaient été définies pour chacun des sujets, et le plan de travail de l’année 1 a été respecté. En plus du large partage d’informations et de la mise en place de différents fils d’actions, certaines réalisations importantes peuvent déjà être soulignées, comme l’élargissement et le couplage des environnements de programmation du CEA et du RIKEN (respectivement appelés MPC et XMP).
[1] La société ARM vend des licences d'architectures relativement plus simples que d'autres types de processeurs, et à consommation électrique optimisée; dominants dans le domaine de l'informatique embarquée -  téléphonie mobile et tablettes – les processeurs de type ARM deviennent désormais crédibles également pour le calcul haute performance
[2] microprocesseurs compatibles avec le jeu d'instructions Intel

À propos du calcul intensif au CEA

Le CEA est un acteur majeur de toute la chaîne de valeur du calcul avancé et du calcul intensif, des technologies jusqu'aux usages. Différentes unités du CEA prennent une part active au développement des technologies liées au silicium, à l’architecture des processeurs, aux matériels et logiciels d'intelligence artificielle, ainsi qu’à la conception commune de supercalculateurs, à la programmation d’outils et d’algorithmes, et au développement d’applications à grande échelle pour la modélisation et la simulation. Le CEA exploite des ressources informatiques de classe mondiale et offre les services associés, en particulier pour la recherche (Très grand centre de calcul - TGCC) et l’industrie (Centre de calcul recherche et technologie - CCRT). Les unités du CEA utilisent abondamment le calcul intensif dans une grande diversité de domaines : recherche fondamentale, énergie, sécurité globale, santé et climat.

À propos de l’accord CEA-RIKEN sur le calcul intensif

L’accord CEA-RIKEN sur le calcul intensif a été signé à Tokyo le 11 janvier 2017, dans le cadre plus général de l’accord de collaboration entre le ministère japonais de l’Éducation, des Sports et des Sciences et Technologies (MEXT) et le ministère français de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation (MESRI).
Son objectif est de permettre à la France et au Japon d’unir leurs forces dans la course mondiale qui a lieu dans ce domaine stratégique. Les approches française et japonaise présentent un grand nombre de similitudes, non seulement concernant les choix technologiques mais également pour l’importance donnée à la construction des écosystèmes utilisateur autour de ces nouveaux supercalculateurs. Le domaine du calcul intensif est stratégique pour la France et le Japon en termes de souveraineté nationale ainsi que des points de vue économique et scientifique. Le calcul intensif est à la base de la simulation numérique et du traitement des grandes masses de données.

À propos du calcul intensif au RIKEN

Le RIKEN, fondé en 1917, est la plus grande institution de recherche japonaise multidisciplinaire, avec un effectif de 3 400 personnes et un budget de 750 millions d’euros ; il joue un rôle international majeur dans le domaine de la physique, de la biologie, de la recherche médicale, de l’ingénierie et de l’informatique. Il héberge et exploite le "K-computer", l’ordinateur qui était le plus puissant au monde entre 2011 et 2013, et qui fait toujours partie des ordinateurs les plus performants. Le RIKEN dirige le projet national "post-K supercomputer" prévu pour une entrée en fonction autour de 2021, et coordonne la R&D et les efforts industriels afin de produire des systèmes et des solutions de calculs efficaces et productifs adaptés aux besoins des applications.

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Les experts en calcul intensif du CEA et du RIKEN se sont rencontrés à Paris au début du mois de mars 2018 pour une séance plénière et une revue d’avancement de leur collaboration dans le cadre de l’accord CEA-RIKEN sur le calcul intensif. © RIKEN


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Le Très Grand Centre de Calcul du CEA (TGCC), situé à Bruyères-le-Châtel, accueille les super ordinateurs "pétaflopiques" utilisés par les chercheurs français et européens ainsi que par l’industrie (le Centre de Calcul Recherche et Technologie - CCRT - est dédié à l’industrie). Depuis 2014, le gouvernement français a également donné pour mission au CEA de concevoir des ordinateurs hautes performances durablement compétitifs, dans une logique de "co-design" – co-conception. Cette action englobe un programme de R&D ambitieux, avec une sélection de partenaires industriels, afin d’amener l'évolution de l’architecture et de l’environnement logiciel des super ordinateurs vers l’échelle exaflopique. © CEA/Dam






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