Rapport d'activités 2009 - GENCI
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Rapport d’activités 2009
Sommaire 3. AVANT-PROPOS 4. PRÉSENTATION PROFIL, TEMPS FORTS DE L’ANNÉE, CHIFFRES CLÉS - ORGANISATION & PARTENAIRES 10. BILAN 2009 MAÎTRISE D’OUVRAGE NATIONALE - PARTENARIATS EUROPÉENS - COLLABORATIONS DE R&D - PROMOTION DU CALCUL INTENSIF - ÉLEMENTS FINANCIERS 17. VU DES ASSOCIÉS MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE - CEA - CNRS - CPU - INRIA 25. DÉCRYTPTAGE GLOSSAIRE 27. RAPPORT SCIENTIFIQUE CONTRIBUTION DES COMITÉS THÉMATIQUES ENVIRONNEMENT - MÉCANIQUE DES FLUIDES, FLUIDES RÉACTIFS, FLUIDES COMPLEXES - SIMULATION BIOMÉDICALE ET APPLICATION À LA SANTÉ - ASTROPHYSIQUE ET GÉOPHYSIQUE - PHYSIQUE THÉORIQUE ET PHYSIQUE DES PLASMAS - INFORMATIQUE, ALGORITHMIQUE ET MATHÉMATIQUES - SYSTÈMES MOLÉCULAIRES ORGANISÉS ET BIOLOGIE - CHIMIE QUANTIQUE ET MODÉLISATION MOLÉCULAIRE - PHYSIQUE, CHIMIE ET PROPRIÉTÉS DES MATÉRIAUX - NOUVELLES APPLICATIONS ET APPLICATIONS TRANSVERSALES DU CALCUL Cette brochure est éditée par GENCI Directeur de la publication : Catherine RIVIERE Coordination : Virginie MAHDI & Stéphane REQUENA Conception et réalisation : Laetitia BAUDIN Impression : JV Impression En couverture : le supercalculateur JADE du CINES - Photos DR contact@genci.fr Juin 2010
Avant-propos
N
é de la volonté politique de placer la France au marqué par une com-
meilleur niveau européen et international dans pétition grandissante
le domaine du calcul intensif, fort de l’associa- et une recherche tou-
tion des principaux acteurs de la recherche acadé- jours plus mondialisée.
mique dans ce domaine (CEA, CNRS, INRIA et Universités)
et du soutien des pouvoirs publics avec le Ministère En tant que Présidente
de l’enseignement supérieur et de la recherche, GENCI de GENCI, c’est avec
a su jeter les bases d’une véritable dynamique natio- plaisir et fierté que je
nale qui s’affirme aujourd’hui dans les premiers suc- vous adresse ce pre-
cès obtenus. mier rapport d’activi-
tés, fruit d’un travail
Trois objectifs lui étaient assignés : collectif. Il a été conçu
• coordonner les principaux équipements des grands pour rendre compte en
centres nationaux civils ; toute transparence des
• participer à la mise en place d’un espace européen résultats que nous avons
du calcul intensif ; obtenus tout au long
• promouvoir la simulation et le calcul intensif auprès de l’année dernière et
des acteurs de la recherche fondamentale et indus- qui sont, bien souvent, l’aboutissement d’un inves-
trielle. tissement de plus longue durée. La première partie
fait le point sur l’actualité de GENCI en 2009 et
En trois ans, la puissance de calcul offerte aux scien- l’avancement des projets dans lesquels nous sommes
tifiques français a été multipliée par 30. Une procé- partie prenante. La seconde partie donne la parole
dure unifiée d’attribution d’heures a été mise en aux scientifiques qui utilisent nos supercalculateurs,
place sur les supercalculateurs du CINES, de l’IDRIS notamment aux présidents des groupes d’experts qui
et en partie du CCRT. Au plan européen, après avoir évaluent les projets avant qu’ils aient accès aux
figuré en très bonne place aux côtés de 19 autres re- moyens de calculs. Leur implication dans ce rapport
présentants nationaux dans les réflexions et travaux illustre concrètement le sens de notre action depuis
préparatoires du projet PRACE, débutés en 2006, la trois ans.
France, au travers de GENCI, est aujourd’hui mem-
bre fondateur de la société de droit belge PRACE Je tiens ici à remercier tous ceux et toutes celles qui,
AISBL. Cette société permettra à tous les scienti- de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce
fiques européens d’accéder à 4 à 6 supercalculateurs document - témoignage de leur confiance dans nos
se situant aux meilleurs rangs mondiaux. La France capacités à leur être utiles.
accueillera une de ces machines de nouvelle généra- Et, au-delà, celles et ceux qui, à nos côtés, se sont in-
tion à partir de fin 2010, qui sera localisée dans le vestis pour que cette dynamique, illustrée par les ré-
Très Grand Centre de Calcul à Bruyères-le-Châtel. sultats présentés dans ce premier rapport d’activité,
s’installe. Je pense particulièrement aux membres du
Porté par ces résultats prometteurs, GENCI poursuit Comité d’évaluation de nos projets et à son prési-
son action avec de nouvelles priorités : contribuer à dent, Olivier Pironneau, ainsi qu’aux représentants
la réussite de PRACE au bénéfice de la communauté de nos associés impliqués dans nos projets.
européenne ; faciliter l’utilisation du calcul intensif
par les industriels en leur permettant un premier Nous avons une même vision : partager et décider
accès aux supercalculateurs nationaux pour soutenir dans l’intérêt général. GENCI, c’est un investissement
leur compétitivité. En donnant accès à des outils du de tous les instants au service d’une certaine idée de
meilleur niveau mondial, GENCI permet aux scienti- la recherche. Un pari ? Une nécessité.
fiques de bénéficier de très bonnes conditions pour
faire avancer leurs travaux de recherche et offre aux
industriels la possibilité de faire évoluer leur modèle
économique pour renforcer leur capacité d’innova- Catherine RIVIERE
tion. Un atout et une garantie dans un environnement Président directeur général de GENCI
3
Présentation
GENCI, grand équipement national de calcul intensif
Créé le 1er janvier 2007, GENCI est une société civile détenue à 49 % par l’Etat repré-
senté par le Ministère de la recherche et l’enseignement supérieur, 20 % par le CEA*,
20 % par le CNRS*, 10 % par les universités et 1 % par l’INRIA*.
Cinq missions ont été confiées à GENCI :
mettre en place et assurer la coordination des principaux équipements des grands
centres nationaux civils dont il assure le financement et dont il est propriétaire ;
faire exécuter tous travaux de recherche nécessaires au développement et à l’opti-
misation de leurs moyens de calcul ;
promouvoir l’organisation d’un espace européen du calcul intensif et participer à ses
réalisations ;
promouvoir l’utilisation de la modélisation, de la simulation et du calcul intensif dans
la recherche fondamentale et dans la recherche industrielle ;
ouvrir ses équipements à toutes les communautés scientifiques intéressées, acadé-
miques ou industrielles, nationales, européennes ou internationales.
Vous avez dit calcul intensif ?
Des milliards d’opérations effectuées en une seule seconde... C’est la
prouesse technique dont sont aujourd’hui capables les supercalculateurs.
Ces machines, dont la puissance atteindra bientôt le million de mil-
liards de calculs flottants à la seconde (pétaflop/s*), permet-
tent aux scientifiques de modéliser et de simuler les phénomènes
les plus complexes pour mieux les comprendre ou les anticiper,
comme en climatologie, dans les nouveaux matériaux, en chimie ou
en biologie. Elles servent également aux industriels pour optimiser les
performances de leurs technologies et de leurs processus, et préparer les in-
novations de demain, dans l’aéronautique ou l’automobile par exemple.
Il existe aujourd’hui quatre grandes architectures de supercalculateurs :
• les machines dites massivement parallèles (MPP, massively parallel processing) ;
• les grappes de serveurs à base de nœuds de grande diffusion (SMP-TN, symmetric multi-
processing - thin nodes) ;
• les grappes de serveurs à base de nœuds à haute performance (SMP-FN, symmetric mul-
tiprocessing - fat nodes) ;
• les machines parallèles à base de processeurs vectoriels.
C’est le type d’étude à réaliser qui détermine la puissance de calcul, donc les
moyens qui seront utilisés. On en distingue trois catégories :
• les moyens dits de Tier2 - moyens régionaux pour des besoins nécessitant
une puissance de calcul inférieure à 50 téraflop/s* et hébergés au sein de
centres dits mésocentres ;
• les moyens dits de Tier1 - moyens des trois centres nationaux (CCRT*,
CINES*, IDRIS*) ;
• les moyens dits de Tier0 - moyens européens de capacité pétaflo-
pique, supérieure à 1000 téraflop/s.
4
A la Une...
2009
Confirmation de la machine pétaflopique française
Par la voix de GENCI qui la représente au niveau européen dans l’Initiative PRACE*, la
France s’est officiellement engagée à recevoir une machine pétaflopique sur son terri-
toire national. Installation prévue à partir de fin 2010 à Bruyères-le-Châtel dans le cadre
du TGCC* construit par le CEA
Des investissements complémentaires
Par l’intermédiaire du CNRS, GENCI a bénéficié de financements issus du plan de relance
mis en place par le gouvernement français en 2009. D’un montant global de 2,6 M€, ces
financements ont permis de soutenir le développement de Caps Entreprise, une start-up
essaimée de l’INRIA et de participer aux travaux d’équipement du futur TGCC
Un engagement fort dans la promotion du calcul intensif
GENCI est partie prenante du prix Bull Joseph Fourier destiné à récompenser des tra-
vaux de parallélisation d’applications et du label C3I* pour distinguer des travaux de
thèse présentant une forte compétence en calcul intensif
Vers plus de cohérence dans l‘offre française de calcul intensif
En lien avec la CPU*, GENCI a instauré un dialogue avec les mésocentres français
pour assurer une meilleure cohérence entre tous les moyens de calcul répartis sur le
territoire national
Contrat avec Intel, le CEA et l’Université de Versailles
Ex@tec, c’est le nom du laboratoire à visibilité mondiale créé par Intel, le CEA,
GENCI et l'université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) pour anticiper
les technologies composant la prochaine génération de supercalculateurs qui per-
mettra, à la fin de la décennie, d’accéder au calcul haute performance Exascale,
capable de produire un milliard de milliards d'opérations par seconde
Un cinquième partenaire pour GENCI
Genci en chiffres
Fort de ses compétences en informatique, l’INRIA a rejoint
GENCI comme associé
1
2008
Acquisition de supercalculateurs
3
de la classe SMP-TN au CINES et procédure d’attribution des heures
au CCRT et décision d’extension
du supercalculateur vectoriel du
CCRT pour répondre aux besoins
9
de la communauté GIEC française centres de calcul nationaux
2007
30
machines
Création de GENCI
le gain en puissance de calcul disponible
100
offert aux scientifiques français depuis la
création de GENCI
millions d’euros, le montant
de l’engagement de la France
dans l’Initiative PRACE
5
Présentation
GENCI, une dynamique d’équipe...
Catherine RIVIERE
PDG
Alain LICHNEWSKY François ROBIN
Responsable scientifique Responsable technique
Stéphane REQUENA Edouard BRUNEL Virginie MAHDI
Responsable opérationnel Responsable juridique Responsable de projets
Maïté CAMPEAS Fabien CADET
Assistante Développement du DARI au CINES
6
Présentation
... et trois
partenaires principaux
LE CENTRE DE CALCUL RECHERCHE ET TECHNOLOGIE
Le CCRT est une des composantes du complexe de calcul scientifique du CEA,
implanté sur le site de Bruyères-le-Châtel.
Ouvert depuis la fin 2003, il a été conçu pour répondre aux besoins du CEA et
de ses partenaires en matière de grandes simulations numériques et pour fa- MERCURE
voriser les échanges et les collaborations scientifiques, dans un contexte où
l’accès à la simulation numérique haute performance est devenu un des enjeux stratégiques de la compéti-
tivité des entreprises et des organismes de recherche.
De la recherche à l’industrie, les simulations numériques réalisées au CCRT touchent des domaines très di-
versifiés : aéronautique, sûreté des réacteurs nucléaires, évolution du climat, naissance des galaxies, com-
portement des matériaux, génomique, traitement d’images médicales…
LE CENTRE INFORMATIQUE NATIONAL DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR
Le CINES est un établissement public national, basé à Montpellier et placé
sous la tutelle du Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche.
Il poursuit deux missions stratégiques nationales :
• mettre à disposition des enseignants-chercheurs ses moyens de calcul in-
tensif pour relever de grands défis scientifiques ;
• proposer des solutions d’archivage pérenne pour la conservation à long
JADE terme du patrimoine numérique, l’archivage étant un paramètre essentiel
des politiques de dématérialisation et de numérisation de l’information.
L’expertise du CINES repose sur une équipe multidisciplinaire de spécialistes, des collaborations avec les
principaux acteurs du domaine (BNF, Archives de France, CNES...), l’expérience d’un centre informatique dans
l’exploitation des données numériques.
L'INSTITUT DU DÉVELOPPEMENT ET DES RESSOURCES EN INFORMATIQUE SCIENTIFIQUE
Créé en novembre 1993, l’IDRIS est le centre majeur du CNRS
pour le calcul numérique intensif de très haute performance. Avec
les autres centres nationaux, il participe à la mise en place de
ressources informatiques nationales, au service de la communauté scienti-
fique de la recherche publique, qui nécessite des moyens informatiques puis-
sants.
A la fois centre de ressources informatiques et pôle de compétences en cal- VARGAS
cul intensif de haute performance, l'IDRIS est une unité propre de service du
CNRS, à vocation pluridisciplinaire, dont la mission essentielle est de contribuer à l'accélération de la dé-
couverte scientifique par l'utilisation des technologies de l'information.
l’IDRIS gère chaque année environ 420 projets scientifiques émanant de plus de 200 laboratoires de re-
cherches « clients ». Environ 1 800 scientifiques sont des utilisateurs assidus de ses infrastructures de calcul
de haute performance.
7
Bilan 2009
PERMETTRE À L’ENSEMBLE DE LA COMMUNAUTÉ SCIENTIFIQUE D’ACCÉDER À
L’
DES MOYENS DE CALCUL INTENSIF PERFORMANTS ET PÉRENNES
action de GENCI a permis de doubler, en 2009, la puissance disponible pour la recherche pu-
blique française et d’établir une procédure unifiée d’attribution des heures de calcul.
GENCI travaille également, en lien avec ses partenaires, à ouvrir les moyens de calcul in-
tensif à de nouveaux utilisateurs.
Une capacité de calcul doublée en 2009
La stratégie d'équipement des centres nationaux
(le CCRT pour le CEA, l'IDRIS pour le CNRS et le
CINES pour les universités) fait l'objet, dans le
cadre de GENCI, d'une programmation plurian-
nuelle sur cinq ans, remise à jour annuellement.
Cette programmation vise à mettre en place des
moyens complémentaires dans les différents cen-
tres afin de répondre au mieux aux priorités
scientifiques et à la variété des besoins expri-
més.
Les investissements réalisés par GENCI en 2008
et 2009, ainsi que les investissements réalisés par
le CNRS à l’IDRIS, ont permis de multiplier par 30
en deux ans la capacité de calcul offerte à la
Évolution de la capacité de calcul disponible à l’ensemble communauté scientifique française, pour atteindre 476
de la communauté scientifique entre 2007 et 2009 téraflops (auxquels on peut ajouter 192 téraflop/s issus
de la partie hybride du cluster Titane.
Moyens de calcul Moyens de calcul Moyens de calcul
de type vectoriel de type cluster MPP de type cluster de noeuds (larges ou fins) SMP
Brodie : NEC SX8, Babel, IBM BG/P, Vargas : IBM-Power6,
IDRIS 10 nœuds, 80 procs, 40960 cœurs, 20To RAM, 3584 coeurs, 16To RAM,
1.2 Tflops 139 Tflops 67 Tflops
Mercure : NEC SX8R, Platine, BULL, 7456 cœurs, 23To RAM, 47 Tflops
8 nœuds, 64 procs, 2Tflops et
CCRT NEC SX9, 3 nœuds, 48 procs, Titane : cluster hybride BULL/nVIDIA, 8544
2Tflops (réservée au GIEC*) coeurs, 23 To RAM, 100 Tflops + 48 serveurs nVI-
DIA Tesla, 192 GPU, 192 Tflops (SP)
Anakin : IBM Power5, 80 cœurs, 0.6 Tflops
CINES
Jade : SGI ICE, 12288 cœurs, 49 To RAM,
147 Tflops
Cette dynamique sera maintenue et renforcée en 2010, notamment par l’extension de la capacité de calcul
de la machine Jade du CINES, avec une tranche de 120 téraflop/s supplémentaires.
8
Bilan 2009
Un accès simplifié aux machines
Parallèlement à ses investissements pour les équipements, GENCI a défini et mis en place une procédure uni-
fiée d’attribution des heures de calcul sur les trois centres nationaux.
Se substituant aux procédures menées précedemment par chacun des centres nationaux, ce dispositif a été
bien accueilli par la communauté scientifique : il simplifie l’accès aux machines nationales et assure la trans-
parence du processus d’évaluation et d’attribution. Il permet, en outre, d’optimiser l’utilisation de l’en-
semble des supercalculateurs nationaux et de vérifier que les ressources de calcul intensif allouées aux
projets, notamment de l’ANR*, sont adaptées.
Les moyens de calcul nationaux sont ouverts aux travaux scientifiques issus d’organismes relevant d’une mis-
sion de service public de recherche ou d’enseignement supérieur. L’attribution des heures de calcul se fait
sur des critères d’excellence scientifique, à partir de projets soumis et évalués lors d’appels effectués bi-an-
nuellement pour une dotation en janvier et juillet.
PROCÉDURE D’ATTRIBUTION DES HEURES
APPELS À PROJET Dépôt des demandes sur www.edari.fr
2 sessions par an
CT1 - Environnement
CT2 - Mécanique des fluides, fluides réactifs, fluides complexes
CT3 - Simulation biomédicale et applications à la santé
EVALUATION SCIENTIFIQUE CT4 - Astrophysique et géophysique
10 comités thématiques (CT) CT5 - Physique théorique et physique des plasmas
CT6 - Informatique, algorithmique et mathématiques
CT7 - Systèmes moléculaires organisés et biologie
CT8 - Chimie quantique et modélisation moléculaire
CT9 - Physique, chimie et propriétés des matériaux
CT10 - Nouvelles applications et applications transversales du
calcul intensif
COMITE D’EVALUATION Composition
Proposition d’attribution Président : le président du CSCI*
Membres : les présidents des comités thématiques
Invités : les directeurs des centres de calcul
COMITE D’ATTRIBUTION Composition
Arbitrage Président : le PDG de GENCI
Membres : les présidents du comité d’évaluation & les directeurs
des centres de calcul
Invités : les présidents des comités thématiques & un représen-
tant par associé de GENCI
ATTRIBUTION
9
Bilan 2009
Cette nouvelle procédure a permis d’attribuer en 2009 l’intégralité des ressources disponibles mais a égale-
ment mis en évidence leur saturation, avec une pression forte sur certaines machines. Ainsi des arbitrages
ont-ils été nécessaires, notamment en opérant des transferts entre machines. Car, malgré la forte augmen-
tation des moyens de calcul entre 2008 et 2009, les demandes des scientifiques français ont conduit à un taux
de remplissage moyen de plus de 91 % des supercalculateurs.
CINES IDRIS CCRT
BILAN 2009
IBM SP SGI ICE IBM SP IBM BG/P NEC SX8 BULL IA64 BULL Xeon NEC SX8
Total disponible
pour 2009 sur 2 600 72 000 23 000 245 000 520 4 000 14 500 114
critères scientifiques
Total attribué 2 247 57 838 15 581 123 182 560 4 279 8 575 135
1er février 2009
Total attribué 425 12 530 5 890 72 925 55,7 0 5 815 5
1er juillet 2009
Total attribué 2 672 70 368 + 21 471 196 107 615,7 4 279 14 390 140
2009 6 292*
* Après demandes complémentaires émanant des porteurs de projets
A noter que 225 000 heures ont été attribuées sur la machine NEC SX9, installé par GENCI au CCRT en 2009,
pour répondre aux besoins spécifiques de la communauté scientifique française impliquée dans les travaux
du GIEC.
Ouvrir les moyens de calcul à de nouveaux utilisateurs
La mise en place d’une procédure unifiée pour l’attribution des heures ouvre d’autres perspectives, notam-
ment celle de faciliter et d’encourager l’accès des industriels aux ressources de calcul intensif pour soute-
nir et accroître leur compétitivité. Rappelons que les industriels qui déposent des demandes de travaux de
R&D portés par des académiques sont déjà éligibles aux moyens de GENCI.
Dans ce cadre et en cohérence avec les recommandations du plan France Numérique 2012, GENCI et l’INRIA
travaillent à élaborer un plan d’action, provisoirement baptisé « HPC pour les PME », en association avec un
groupe de pôles de compétitivité.
De manière coordonnée entre les acteurs (ressources de calcul, expertises, financement et écosystèmes d’in-
novation des filières), le programme proposera une quadruple offre aux entreprises :
• une offre de formation (et de partage des bonnes pratiques) ;
• une offre d’expertise fondée notamment sur un transfert de compétences issues de la recherche publique ;
• une offre d’accès aux équipements de calcul intensif ;
• une offre d’intégration favorisée dans les dispositifs de financement de l’innovation.
Le programme vise à faire émerger des projets de qualité, en complément des outils de soutien à la R&D et
à l’innovation déjà existants. L’enjeu est d’amener des PME à « se poser la question du calcul intensif », en
les aidant à en évaluer la pertinence au regard de leur modèle de croissance, en mobilisant les acteurs du
calcul intensif les mieux à même de les accompagner avant de construire un projet de R&D dans une der-
nière phase.
Dans cette même démarche, et pour améliorer la cohérence et la visibilité des moyens de calcul nationaux,
GENCI réfléchit, en lien avec la CPU, à un rapprochement avec les mésocentres français - une vingtaine à ce
jour - qui pourraient gérer les ressources informatiques de certaines communautés scientifiques.
10Bilan 2009
A
PARTICIPER À LA CRÉATION D’UN ESPACE EUROPÉEN DU CALCUL INTENSIF
u plan européen, 2009 a été une année très importante pour GENCI qui a renforcé son rôle et
sa position dans tous les projets où il représente la France.
Une implication forte dans l’Initiative
Doter l’Europe d’une infrastructure de recherche dédiée au calcul intensif du meilleur niveau mondial, c’est
l’objectif du « Memorandum of Understanding » PRACE signé le 17 avril 2007 par les
représentants de 14 pays européens dont la France.
Par délégation du
Cette initiative repose sur deux convictions : d’une part que l’utilisation de la Ministère de
simulation numérique, et donc des supercalculateurs, est un élément clef pour l’enseignement supérieur
accroître la compétitivité tant scientifique qu’industrielle, d’autre part qu’une et de la recherche, GENCI
alliance à l’échelle européenne est indispensable, aucun pays ne pouvant à lui est le représentant fran-
seul financer et faire évoluer, de manière pérenne, une infrastructure de calcul çais dans ce partenariat,
de visibilité mondiale. appelé Initiative
PRACE.
L’Initiative PRACE*, qui comprend aujourd’hui 20 pays membres, a pour but de pré-
parer la mise en place en Europe, à partir de 2010, d’une infrastructure distribuée de
calcul scientifique de visibilité mondiale, composée de 3 à 6 centres (dits Tier0) équipés de supercalculateurs
d’architectures complémentaires et dotés d'une puissance supérieure ou égale au pétaflops. Ainsi, au-delà
des moyens de calcul des centres nationaux, il sera possible aux chercheurs européens d’accéder à des
moyens de classe mondiale et de permettre des avancées scientifiques et techniques majeures afin d’ac-
croître la compétitivité scientifique européenne.
La première action de l’Initiative PRACE a été de déposer un projet de phase préparatoire auprès de la com-
munauté européenne, dans le cadre du premier appel à propositions « Infrastructures » du 7ème PCRD*. Ce
projet, appelé « projet PRACE » d’une durée de deux ans (2008-2010) et d’un budget total de 20 M€, a ob-
tenu un financement communautaire de 9,98 M€. Il a notamment permis de définir les statuts de la future
entité juridique, PRACE AISBL*, destinée à porter l’infrastructure de recherche PRACE. L’accès aux systèmes
Tier0 composant cette infrastructure se fera progressivement à partir de la mi-2010.
Pour la France, GENCI a joué un rôle pivot dans le déploiement de cette nouvelle infrastructure et est de-
venu un partenaire principal du projet. Concrètement, les partenaires principaux de PRACE s’engagent à :
• apporter un financement majeur à l’infrastructure, à hauteur de 20 à 25 M€ par an sur la période 2010-2015 ;
• recevoir, installer et opérer sur leur territoire un des supercalculateurs de cette infrastructure, selon un
calendrier de déploiement convenu par les partenaires principaux.
En 2009, outre 2009 a été une année très importante pour GENCI dans l’Initiative PRACE. En octobre,
la France, trois pays GENCI a confirmé l’engagement de la France d’offrir à la communauté scientifique
ont confirmé leur po- européenne l’accès à un supercalculateur d’une puissance minimale d’un pétaflop.
sition de partenaire
principal : l’Alle- Cet engagement, d’un montant minimum de 100 M€ sur cinq ans, intègre à la fois l’in-
magne, l’Espagne vestissement pour le supercalculateur et son coût de fonctionnement. C’est le site de
et l’Italie. Bruyères-le-Châtel (91) qui a été choisi pour accueillir le Très grand centre de calcul
(TGCC), construit par le CEA et qui hébergera le supercalculateur dont la mise en ser-
vice est prévue à partir de fin 2010.
Pour assurer cet engagement, notamment la disponibilité du TGCC dans les délais impartis, GENCI a financé
les travaux de chauffage-ventilation-climatisation et de distribution électrique du futur centre. Ces travaux
ont bénéficié de financements provenant du plan de relance mis en place par le gouvernement français en
2009.
11Bilan 2009
Une participation active à d’autres projets européens
Dans cette perspective de construction et de renforcement de l’espace européen de la recherche, GENCI est
partenaire du projet HPC-EUROPA 2, en collaboration avec le CINES. Il s’agit d’un projet du programme «
Infrastructures » financé par la Commission européenne dans le cadre du 7ème PCRD. Ce projet a débuté le
1er janvier 2009 pour une durée de quatre ans.
Il vise à favoriser l’accès transnational à sept cen-
tres de calcul intensif répartis dans toute l’Europe :
CINECA en Italie, BSC en Espagne, HLRS en Alle-
magne, CINES en France, EPCC au Royaume-Uni, CSC
en Finlande, SARA aux Pays-Bas.
HPC-EUROPA 2 répond à deux objectifs : ouvrir plus largement l’accès au calcul intensif aux communautés
de recherche européennes et renforcer les échanges et les coopérations transnationales entre les équipes de
recherche.
HPC-EUROPA 2 permet de financer le séjour de chercheurs des états membres, candidats ou associés de la
communauté européenne dans un des centres de calcul participant au projet. Cette prise en charge comprend
l’accès aux ressources de calcul intensif et à un service de support personnalisé mais également le finance-
ment des frais de transport, de logement et de séjour des chercheurs.
Les projets soumis dans le cadre de HPC-EUROPA 2 sont évalués sur critères scientifiques et techniques par
un panel unique d’experts européens. Pour accéder aux moyens de calcul du CINES, les candidats doivent pré-
senter un projet de recherche effectué en collaboration avec un laboratoire hôte français et nécessitant des
ressources en calcul.
GENCI et le CINES participent activement à ce projet. En 2009, environ 15 jeunes chercheurs européens ont
bénéficié de ce programme et ont séjourné en France en moyenne 10 semaines. Ils ont ainsi pu développer
leur projet de recherche, en collaboration étroite avec leurs laboratoires hôtes et les équipes support utili-
sateurs du CINES. Le CINES est un des centres qui a accueilli le plus grand nombre de visiteurs en 2009.
GENCI s’implique également dans le projet HPCWorld pour
l’échange de bonnes pratiques liées aux conditions d’accès aux
centres de calcul. Ce projet, qui a démarré le 1er novembre 2009
pour 18 mois, permettra de comparer les méthodes d’attribution
des heures de calcul dans 5 centres de calcul, dont le centre américain de l’Université de San Diego et un
centre en Nouvelle-Zélande.
Enfin, GENCI est partie prenante du projet European Exascale Software Initiative (EESI) qui a pour objec-
tif de mettre en place une réflexion à l’échelle européenne sur les conditions d’accès à l’exascale d’un point
de vue logiciel (système et développement) mais aussi applications scientifiques finales. Cette action, d’une
durée prévue de 18 mois, devrait se concrétiser par un agenda de recherche européen. Ce projet démarrera
en juillet 2010, avec la mise en place de huit groupes de travail (quatre groupes technologiques et quatre
groupes applicatifs) et l’organisation de conférences européennes.
12Bilan 2009
FAIRE EXÉCUTER DES PROJETS ET COLLABORATIONS DE R&D
Les financements reçus dans le cadre du plan de relance gouvernemental en 2009 ont permis à GENCI de sou-
tenir le développement de la société Caps Entreprise, une start-up essaimée de l’INRIA et spécialisée dans
la conception de logiciels avancés pour le développement informatique.
Par le biais d’une convention de collaboration, signée le 19 juin 2009 pour une durée d’un an, GENCI a financé
la fourniture de ressources d’ingénierie pour la formation, le portage sur des machines hybrides d’applica-
tions scientifiques ainsi que la contribution au développement d’un logiciel, HMPP, développé par CAPS et fa-
cilitant ces portages.
L’action de portage d’applications scientifiques sur machines hybrides (telles que celles déployées par exem-
ple par GENCI au CCRT avec la machine Titane) a été réalisée par le biais d’un appel à projet CAPS/GENCI,
qui a permis sur 2009 de sélectionner 3 applications
scientifiques qui ont été portées et optimisées par les
équipes de CAPS en collaboration avec les scientifiques
concernés.
La formation a consisté en l’organisation de 3 sessions,
qui se sont déroulées au sein de deux des trois centres
de calcul nationaux disposant de ressources de calcul
hybrides : le CCRT avec Titane et le CINES avec un dé-
monstrateur nommé Iblis. Cette action a permis de former les premiers utilisateurs ainsi que les équipes de
support à la programmation des GPU avec les langages CUDA et HMPP. A leur tour, les équipes de support des
centres de calcul seront à même d’organiser de nouvelles sessions de formation auprès de leurs utilisateurs.
Cette collaboration avec CAPS Entreprise doit se poursuivre en 2010 sur le même format, avec notamment
un nouvel appel à projets et l’organisation de sessions de formation, cette fois au sein de certains méso-
centres afin d’amplifier l’effort de formation au cœur de structures qui sont les premières à accueillir de fu-
turs utilisateurs du calcul intensif.
La collaboration R&D avec le constructeur de machines Bull s’est poursuivie sur la
thématique du développement et de la validation de composants matériels et logiciels
de systèmes de calcul. Ainsi des travaux ont été menés par BULL et GENCI en 2009, au-
tour d’études de topologies alternatives pour les réseaux d’interconnexion, de déve-
loppement et validation d’un outil de synchronisation système des nœuds de calcul et
d’intégration d’accélérateurs de calcul dans des systèmes de production.
Enfin, pour anticiper les nouvelles architectures matérielles et logicielles qui entreront dans la composi-
tion des systèmes de calcul exaflopiques (capables d’exécuter au moins un milliard de milliards d’opérations
flottantes par seconde) à l’horizon 2020, un accord d’intention a été signé le 14 janvier 2009 entre GENCI,
Intel, le CEA et l’UVSQ* dans l’objectif d’étudier la mise en place d’un laboratoire de recherche commun.
Ces discussions se sont concrétisées quelques mois plus tard, lors de la conférence SuperComputing 2009, le
17 novembre 2009, par un accord de collaboration d’une durée de 3 ans créant un laboratoire commun de
recherche et développement, baptisé Ex@tec, dans le domaine des systèmes exaflopiques. Ce laboratoire qui
s’intègre dans la liste des laboratoires communs d’Intel est un des premiers à explorer le domaine de l’Exas-
cale Computing.
13Bilan 2009
PROMOUVOIR LE CALCUL INTENSIF
Différentes actions ont été menées durant l’année 2009 par GENCI et ses partenaires pour as-
surer la promotion du calcul intensif, tant auprès de la communauté scientifique que vers le
monde industriel.
La CPU et GENCI ont mis en place le label de compétences C3I
- Certificat de compétences en calcul intensif
Couvrant tous les domaines scientifiques, de la théorie à la recherche appliquée, le label C3I permet
de distinguer de jeunes docteurs qui ont développé et appliqué, durant leur thèse et/ou leur post-doc-
torat, des compétences en calcul intensif, notamment l’optimisation et la parallélisation de codes de
calcul, l’algorithmique parallèle ou la gestion de gros volumes de données.
Un jury indépendant, composé de 13 représentants académiques, industriels ou issus de sociétés sa-
vantes en rapport avec le calcul intensif, évalue la demande de labellisation des candidats sur la base
des informations recueillies (description de la thèse et coordonnées de deux membres de jury de thèse
qui sont contactés pendant la procédure).
Depuis la rentrée 2009, date de mise en place progressive du label C3I, une trentaine de demandes ont
été reçues et sont en cours de traitement par le jury. Une première série de labels a été annoncée lors
du forum de l’ORAP* le 31 mars 2010.
En association avec GENCI, la société BULL a créé le prix BULL Joseph Fourier
pour promouvoir la simulation numérique
A l’instar du prix Gordon Bell aux Etats-Unis, deux objectifs ont présidé à la création de ce prix : don-
ner plus de moyens à ceux qui en font le meilleur usage, par l’attribution d’heures de calcul gratuites ;
faire connaître aux décideurs les experts, souvent trop jeunes pour avoir une notoriété déjà établie.
En juin 2009, lors du forum annuel Ter@tec, les premiers lauréats de ce prix
ont été désignés. Le grand prix a été décerné à Luigi Genovese, de l’Euro-
pean Synchroton Radiation Facility à Grenoble (et précédemment post-doc-
torant au CEA), pour ses travaux visant à améliorer les performances
parallèles/hybrides d’un logiciel de modélisation moléculaire (BigDFT) par
l’utilisation d’ondelettes et le portage avec succès de BigDFT sur architecture
hybride. Le deuxième prix a été remis à Gabriel Staffelbach, du CERFACS*,
pour la qualité de ses travaux sur la parallélisation massive du code de com-
bustion AVBP et le troisième prix est revenu à Dimitri Komatitsch, Université
de Pau/INRIA, pour la parallélisation du code SPECFEM3D, utilisé notamment
pour la prédiction des tremblements de terre et leurs répliques.
14Bilan 2009
Tout au long de l’année 2009, GENCI a organisé et participé à des conférences nationales et internationales
sur le calcul intensif.
28 SEPTEMBRE - BRUYÈRES-LE-CHÂTEL
Participation au colloque CCRT 2009 qui a permis de présenter le résultat des « Grands Challenges ».
Durant l’été, dans le cadre de la mise en production du supercalculateur hybride BULL Titane, une
campagne de grands challenges a été organisée par GENCI et le CCRT. L’initiative a permis à des scien-
tifiques français d’accéder en avance de phase aux ressources scalaires et hybrides du supercalcula-
teur pour réaliser des avancées scientifiques majeures en poussant aux limites non seulement les
capacités de la machine mais aussi celles des codes
de simulation eux-mêmes
24 SEPTEMBRE - PARIS
Journée de présentation et de débats sur les méso-
centres français, co-organisée par la CPU et GENCI,
avec 150 participants
7 ET 8 SEPTEMBRE - TOULOUSE
Deuxième séminaire industriel PRACE « Europe goes
HPC », co-organisé par GENCI et GAUSS avec le sou-
tien actif de Airbus, Grand Toulouse et de la Région
Midi Pyrénées. Echanges et tables rondes ont réuni
plus de 100 participants venant de 21 pays dont les
dirigeants de 57 entreprises représentant des sec-
teurs industriels très variés (grands utilisateurs,
PME, vendeurs du domaine HPC, éditeurs de logi-
ciels, sociétés de services)
1ER AU 4 SEPTEMBRE - LYON
13e conférence internationale sur le parallélisme,
ParCo 2009, co-organisée par GENCI, l’INRIA, le
CNRS, l’ENS-Lyon et l’Université de Lyon. Ces journées, qui permettent d’aborder l’état de l’art en pro-
grammation et méthodologie des machines parallèles, ont rassemblé plus de 200 participants
ETÉ 2009
Réalisation d’un numéro hors série du magazine La Recherche (en français et en anglais) sur le calcul
haute performance, avec notamment des témoignages de scientifiques français et européens utilisant
la simulation numérique et le calcul intensif, en collaboration avec le projet PRACE, l’INRIA, Intel, le
CEA, Total et BULL.
Ce numéro a été diffusé à tous les abonnés du journal mais aussi tiré à plusieurs milliers d’exemplaires
diffusés en Europe lors de conférences. Retrouvez ce hors série (ainsi que les précédents ayant attrait
au calcul haute performance) sur le site HPC-TV
http://www.larecherche.fr/html/hpc-tv.jsp
30 JUIN ET 1ER JUILLET - PALAISEAU
Soutien et participation aux journées Ter@tec 2009, notamment concrétisés par un stand présentant
les activités de GENCI et de PRACE
17 MARS - PARIS
Conférence « Impact de l’informatique sur l’environnement », organisée par EcoInfo* avec le soutien
de GENCI sur les aspects environnementaux de l’informatique - de la conception des salles informa-
tiques à la mise en décharge des déchets en passant par l’achat des serveurs et l’optimisation de leur
utilisation
15Bilan 2009
QUELQUES ÉLÉMENTS FINANCIERS
Le financement de GENCI est principalement assuré par la
contribution de ses membres à hauteur de leur participation
dans la société civile.
A cette contribution, s’ajoutent des allocations de budget
attribuées à GENCI au titre de son implication dans diffé-
rents projets européens (PRACE, HPC Europa).
Budget 2009
Sur la période 2007-2009, le budget de GENCI s’est élevé à
53,8 millions d’euros, dont près de 23,4 millions d’euros
pour la seule année 2009.
Dépenses 2009
En 2009, comme les années précédentes, les actions menées par GENCI dans le cadre de sa fonction de maî-
trise d’ouvrage nationale (investissements pour les grands centres de calcul, maintenance des équipements…)
constituent l’essentiel de ses dépenses (80 %), avec les collabora-
tions de R&D (9 %) et la participation aux projets européens (3 %).
Quant aux frais de fonctionnement, ils représentent environ 8 % des
dépenses.
16Vu des associés
L' analyse du groupe de travail « Numérique, Calcul Intensif, Mathématique » de la
SNRI* 2009 montre que la simulation numérique est un enjeu majeur pour l'inno-
vation. Elle indique qu’« entre 2006 et 2008, grâce à la création de GENCI, la France
a multiplié la puissance de calcul disponible pour la recherche française par 25 et est
passée du 5ème rang au 3ème rang dans le classement des 500 ordinateurs les plus puis-
sants ».
En 2009, GENCI a poursuivi les efforts nécessaires pour renforcer la position de la France, dans la compéti-
tion internationale, parmi les toutes premières nations. Dans son rapport 2009, le CSCI indique qu’« en 2009,
la puissance des ordinateurs de pointe a encore doublé dans le monde, mais les équipements à la disposition
des chercheurs français dans les 3 centres nationaux ont aussi doublé en puissance grâce à la coordination
de GENCI et à l’effort financier du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche... Ce double-
ment de puissance tous les 18 mois implique de continuer l’effort d’investissement pour renouveler le ma-
tériel faute de quoi nous serions à nouveau assez vite distancés ».
Conformément aux recommandations de la SNRI, l’année 2009 a été marquée par une structuration forte du
projet PRACE. Le CSCI pense d'ailleurs que « le projet PRACE va sûrement jouer un rôle majeur dans la re-
cherche ». Le premier appel de demandes d'heures de calcul sur la première machine PRACE est en cours,
grâce à l'adaptation de nos logiciels de soumission et évaluation en ligne, et la France se prépare à accueil-
lir à partir de fin 2010 une machine PRACE.
Une offre performante hétérogène et harmonieuse de moyens de calcul, dans les centres de calcul nationaux
et au sein de PRACE, accessible à toutes les communautés de recherche, basée sur des architectures adap-
tées aux besoins des chercheurs, telle est la mission première de GENCI. Il faut aussi accompagner cette
offre de puissance, de formation aux technologies du calcul intensif et de diffusion d'expertise au sein des
communautés (voir le rapport de l'initiative Penser Pétaflops, http://calcul.math.cnrs.fr/spip.php?ru-
brique17). GENCI s'est attelé à cette tâche, en particulier à travers sa collaboration avec la société CAPS En-
treprise pour la formation à l'utilisation des GPU.
Sa participation, en 2009, à l'organisation de la 1ère journée mésocentres, avec la CPU et le groupe calcul,
est également une contribution au renforcement de la base de la pyramide calcul. En effet, c'est au sein des
mésocentres, à proximité des utilisateurs, qu’est expérimenté, sur des architectures intermédiaires, le cal-
cul intensif. Le développement de liens doit être renforcé entre les différents étages de la pyramide calcul,
les hommes et les femmes qui font la science de la modélisation au sein des universités et des organismes
de recherche, en particulier dans les différentes « maisons de la simulation numérique » ou dans les centres
de calcul nationaux voire les mésocentres.
La toute première priorité de GENCI est de poursuivre l'effort au sommet de la pyramide en
équipements performants de calcul intensif, au niveau national et européen. GENCI doit
aussi participer à la cohérence d'ensemble de la pyramide calcul avec ses partenaires
pour maintenir une recherche de pointe et généraliser la diffusion des technologies du
calcul intensif dans tous les domaines qui le nécessitent.
17Vu des associés L e développement du calcul intensif a permis de faire progresser la simulation numérique, outil essentiel de la recherche scientifique, technologique et in- dustrielle. Le CEA a l’ambition, avec ses partenaires académiques et industriels, d’être un acteur majeur dans ce domaine. Pour atteindre cet objectif, une stratégie de développement en deux volets com- plémentaires est mise en œuvre par le CEA, en cohérence avec les orientations françaises. • Le premier volet concerne la conception, la réalisation et la mise en œuvre des grands outils de calcul. Pour ce volet, le CEA s’appuie sur des collaborations industrielles. Plusieurs entités ont été ainsi mises en place les années précédentes ou en 2009. C’est tout d’abord le complexe de calcul scientifique du CEA, localisé sur le site du CEA DAM Ile-de-France à Bruyères-le-Châtel et composé de ses deux centres de calcul (Tera et le CCRT) et d'une plateforme d’ex- périmentation. C’est encore le laboratoire commun CEA-Bull, et le Laboratoire Ex@tec regroupant Intel, le CEA, GENCI et l’Université de Versailles et qui a pour objectif de préparer les technologies permettant d’at- teindre l’Exaflop/s (1018 opérations flottantes par seconde) dans la prochaine décennie. • Le deuxième volet porte sur le développement des grands logiciels de simulation numérique nécessaires à la réalisation des programmes pour la Défense, pour l’énergie, pour la recherche dans les domaines du cli- mat, des nanosciences et des sciences du vivant, ainsi qu’en astrophysique et physique des particules, im- pliquant ainsi chaque pôle opérationnel du CEA. Dans ce cadre, le CEA et le CNRS, auxquels s'est associé l'INRIA, ont finalisé la définition de la Maison de la Simulation, localisée sur le Plateau de Saclay qui permettra aux chercheurs de disposer des compétences plu- ridisciplinaires afin de développer les nouveaux codes de simulation adaptés aux supercalculateurs massive- ment parallèles d'aujourd'hui et de demain. En 2009, on peut citer quelques thèmes qui ont bénéficié de l'apport décisif de codes de simulation numé- rique et des calculateurs de GENCI installés et exploités au sein du CCRT. Dans le domaine des sciences du vivant Les calculateurs mis à disposition par GENCI ont permis de progresser dans la mise au point d'un outil infor- matique de prédiction de structures tridimensionnelles de protéines, à partir de leurs séquences génétiques. Les travaux menés à l'Institut de Génomique de la DSV ont permis de tester une préfiguration d'un tel outil (basée sur des algorithmes usuels) dans le cadre d'un grand Challenge GENCI sur le supercalculateur Titane du CCRT. Ces moyens de calcul ont été également employés dans le cadre du programme de recherche Génétique et Imagerie Cérébrale de Neurospin visant à identifier des endo phénotypes pertinents à partir d'images céré- brales. Enfin, ces moyens de calculs sont toujours employés dans le cadre de simulations d’examens d’imagerie mé- dicale (en particulier, hadronthérapie) : ils permettent une modélisation toujours plus fine de ces examens avec une prise ne compte par exemple des phénomènes liés à la respiration du patient. Tous ces projets (souvent nouveaux, particulièrement dans le domaine de la bio-informatique) montrent un intérêt de plus en plus croissant des sciences du vivant vis-à-vis du calcul intensif. Dans le domaine de l'énergie nucléaire De nouvelles simulations ont illustré l'intérêt du calcul haute performance pour l'industrie nucléaire, tant pour la conception et l'exploitation des réacteurs que pour les études de R&D. Elles ont porté notamment sur l’optimisation du plan de chargement des cœurs de réacteur, c'est-à-dire à l'agencement des assemblages de combustibles à l'intérieur du cœur du réacteur. 18
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