Une année de simulation - auto, aéro, énergie, chimie - Teratec
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
www.usinenouvelle.com
www.industrie-techno.com
cahier 2 . avril 2019 . Ne peut être veNdu séparémeNt
auto, aéro, énergie, chimie…
une année de simulation
EntrEtiEn
Éric Landel agriculturE rEchErchE
expert en modélisation innovation Des algorithmes pour L’IA française se dope
numérique de renault Le virtuel passe au vivant les exploitations au calcul intensif
pagE 4 pagE 18 pagE 28 pagE 36Le CEA au cœur de
l’innovation pour le Calcul
Intensif et le Big Data
Le CEA et Bull co-développent les technologies pour l’exascale
1
La maîtrise de l’exascale pour le calcul et les TERA1000,développéepourlesbesoinspropresduCEA,enpartenariat
données permettra à l’horizon 2020 d’ouvrir un avecAtos/Bull,etinstalléeen2016,préfigurelessupercalculateurs
declasseexaflopique.
champ inexploré dans le domaine de la simulation
numérique de phénomènes physiques et d’objets
industriels complexes.
Pour relever ce défi, le CEA développe en
partenariat avec Atos les technologies pour :
Réduire la consommation énergétique,
Traiter et gérer les flux massifs de données,
Accroître la performance, l’efficacité et la
modularité des architectures informatiques,
Concevoir des architectures informatiques
tolérantes aux pannes. 1 - À l’échelle du milliard de milliards d’opérations par seconde (exaFlops) et d’octets de mémoire (exaoctet).
Le CEA, un tremplin pour l’innovation industrielle
Localisé dans le Très Grand Centre de calcul Simulation numérique de
la combustion dans un
du CEA (TGCC) à Bruyères-le- Châtel foyer de turbomoteur
(Essonne), le CCRT dispose d’une puissance d’hélicoptère.
TURBOMECA
de calcul de 2,4 Pflop/s. Véritable soutien de
l’innovation industrielle dans le domaine du HPC, le CCRT propose à ses
partenaires des services et une expertise basée sur les compétences
Simulation de
des équipes du CEA dans le domaine de la simulation numérique. moto-ventilateur.
VALEO
Partenaires actuels du CCRT : ArianeGroup, Cerfacs, EDF, IFPEN, Ineris,
Ingeliance, IRSN, L’Oréal, Onera, Safran Aero Boosters, Safran Aircraft Simulation des courants
Engines, Safran Helicopter Engines, Safran Tech, Synchrotron Soleil, de surface sur un
radôme de pointe avant
TechnicAtome, Thales, Thales Alenia Space, Total, Valeo, d’avion de combat.
CEA ainsi que le projet France Génomique, soutenu par le PIA. 2 THALES
POUR EN SAVOIR PLUS www-ccrt.cea.fr CONTACT christine.menache@cea.frSIMULATION
SOMMAIRE
ENTRETIEN
Éric Landel, expert leader simulation et
modélisation numérique de Renault P. 4
L’ESSENTIEL
Enjeu stratégique
Microsoft lance le prototypage
en réalité virtuelle P. 6
Le Japon construit son processeur
de supercalculateur P. 8
L’industrie européenne des puces
S
à un tournant P. 14 ous le doux nom d’Aurora se cache un monstre. Le supercalcu-
De Buyer, la simulation lateur, dont le département américain de la Défense a présenté
comme moteur P. 16 l’architecture mi-mars, sera capable de réaliser plus d’un milliard
de milliards d’opérations par seconde. Cinq fois plus que le record actuel,
DOSSIER détenu par son compatriote Summit. Fabriqué par Intel et Cray, Aurora
EN COUVERTURE sera, lors de sa mise en service prévue en 2021, le premier calculateur
Le virtuel passe au vivant P. 18 exascale américain. Mais peut-être pas le premier au monde, tant la
MONDE VIVANT
L’hybridation avec compétition est acharnée avec la Chine, l’Europe et le Japon.
« La France, avec l’Europe, prend part à cette course aux armements
Le nouvel horizon de la simulation P. 20 l’IA emmène numériques», se félicite Bruno Sportisse, le PDG de l’Inria. Après avoir
ENTRETIEN
la simulation vers perdu du terrain, l’Europe est passée à l’offensive avec l’initiative Eu-
Hugues Berry, directeur scientifique de nouveaux roHPC. En quelques mois, le projet a rallié dix-huit pays européens aux
sept déjà parties prenantes et a décroché un budget de 1 milliard d’euros.
adjoint en santé et biologie à l’Inria P. 22 horizons. « Un moteur de reconquête », selon la commissaire européenne au
PHARMACIE COSMÉTIQUE MANUEL MORAGUES Numérique, Mariya Gabriel, qui vise non seulement à doter l’Europe de
Simulation à tous les étages P. 24 machines exascale, mais aussi d’un processeur made in Europe pour
CHEF DE SERVICE INNOVATION,
NUMÉRIQUE, s’affranchir de la dépendance technologique envers les États-Unis.
AGRICULTURE
INDUSTRIE DU FUTUR La prise de conscience est générale: le calcul intensif est un enjeu straté-
Des algorithmes
pour les exploitations P. 28 gique, au cœur des entreprises et de l’économie. Notre entretien avec
Éric Landel, expert leader simulation et modélisation numérique de
ENQUÊTES Renault, le montre bien. Le constructeur a industrialisé sa simulation
dans une Model factory qui a atteint des performances inégalées pour la
CALCUL
conception de la nouvelle Clio 5, générant des économies massives. Le
Le quantique entre dans l’industrie P. 32
cas de Renault illustre aussi l’évolution des méthodes de la simulation,
RECHERCHE qui se nourrissent d’IA, tandis que cette dernière fait de plus en plus
L’IA française se dope appel aux supercalculateurs.
au calcul intensif P. 36 Cette hybridation entre calcul intensif et IA emmène la simulation vers
de nouveaux horizons. Le vivant est désormais modélisé sous toutes les
SUPERCALCULATEURS
coutures. Les industries pharmaceutiques et cosmétiques utilisent la
L’Europe passe à l’offensive P. 40
simulation pour prédire à la chaîne les propriétés des molécules et
multiplier des tests in silico avant de passer aux coûteux essais cliniques.
PORTFOLIO L’agriculture, de son côté, est à l’aube d’un saut technologique, de la
La simulation dans tous ses états P. 44 recherche de nouvelles variétés en passant par le pilotage des exploita-
tions par les algorithmes. Autant de progrès qui pourraient encore accé-
lérer avec les technologies Nisq, sortes de proto-ordinateurs quantiques
EN COUVERTURE
Représentation numérique du noyau terrestre dans le plan de
sur lesquels misent des industriels comme Total et EDF.
l’équateur, modélisée par l’Institut des sciences de la Terre.
Président, directeur de la publication Julien Elmaleh Secrétariat de rédaction TARIFS ABONNEMENTS FRANCE Dépôt légal 2e trimestre 2019 - Autor. minist. 29-957.29382. Imprimé par Imprimerie de Compiègne, avenue
Tirage et diffusion contrôlés par Berthelot, ZAC de Mercières, BP 60524, 60205 Compiègne Cedex - Numéro d’enregistrement à la Commission
Directrice de la rédaction Christine Kerdellant Claire Nicolas, Judith Boisriveau, (TVA : 2,1 % incluse) 1 an : 349 euros TTC
paritaire pour les publications non quotidiennes 0712 T 81903. N° ISSN: 0042.126 X. Éditeur: Groupe Industrie
Directrice adjointe de la rédaction Anne Debray Claire Laborde 1 an étudiant : nous consulter. Services Info, Société par actions simplifiée au capital de 38628352euros. Siège social: 10, place du
Responsable éditorial Manuel Moragues Maquette Laurent Pennec, Étranger : nous consulter. Général-de-Gaulle 92160 Antony. 309.395.820 RCS Nanterre. Directeur de la publication: Julien Elmaleh
Rédacteur en chef édition Guillaume Dessaix Sylvie Louvet, Philippe Juncas, Règlement à l’ordre de « L’Usine Nouvelle ».
Directeur artistique Vincent Boiteux Carol Müller Pour l’Union européenne, préciser le numéro
de TVA intracommunautaire.
PHOTO DE COUVERTURE : N. SCHAEFFER / ISTERRE / CNRS ; ÉDITO : P. GUITTET
3l’entretien
Éric landel
« La simuLation
est un outiL d’aide
à La décision »
L’expert leader
simulation et
modélisation «Nous utilisons
une stratégie dite
numérique de Renault “hardware in the
explique le rôle clé loop” qui consiste
de cette activité doit aboutir à figer le dessin du véhicule. La simu-
à faire fonctionner
un objet physique
pour le constructeur lation permet d’évaluer les performances du dessin.
Si celles-ci ne sont pas au niveau, on modifie le dans un
et les mutations dessin et on réévalue. Grâce à la croissance des
capacités de calcul, la simulation permet d’explorer
environnement
en cours. un grand nombre de concepts mais aussi de jouer simulé.»
ProPos recueillis Par Manuel Moragues un rôle d’aide à la décision, en mesurant l’impact
de multiples variantes. Peut-on gagner en masse
sans dégrader les performances mécaniques ?
Améliorer ces dernières sans pénaliser le compor-
tement vibratoire? Réduire la traînée aérodynamique
tout en augmentant les performances en matière
de crash? La simulation guide les responsables de
projets vers les meilleurs compromis entre des
objectifs souvent antagonistes.
Quelle est la place de la simulation De quels moyens de calcul dispose
chez Renault? Vient ensuite la phase d’ajustement le groupe?
La simulation numérique est un outil au service de et de validation… Nous renforçons nos capacités de calcul intensif et
l’ingénierie. Elle va produire de l’information pour Une fois le dessin figé, il reste à effectuer des ré- disposerons d’ici à la fin de l’année d’à peu près
aider à la définition du moteur, de tous les systèmes glages fins, notamment pour les dizaines de calcu- 1 petaflops [1 million de milliards d’opérations par
du véhicule et du véhicule lui-même. C’est un outil lateurs de contrôle des différents sous-systèmes, seconde, ndlr]. Ce qui positionne le groupe dans
extrêmement performant, car travailler sur l’informa- puis à tester le véhicule sur route. La simulation une bonne moyenne par rapport aux autres
tion évite de passer par des objets physiques, longs permet d’accélérer ces opérations. Nous utilisons constructeurs. Cette capacité de calcul est centra-
et coûteux à mettre en œuvre. La simulation d’un notamment une stratégie dite «hardware in the loop» lisée dans un datacenter situé près de notre tech-
crash est le premier poste de dépenses, parce qu’il qui consiste à faire fonctionner un objet physique nocentre de Guyancourt (Yvelines) et opéré sous la
s’agit d’un modèle très lourd, avec beaucoup dans un environnement simulé. Il s’agit par exemple forme d’un cloud privé par un prestataire. Toutes
d’éléments à la physique complexe, et qu’il faut de faire piloter un moteur par un conducteur virtuel les entités de Renault dans le monde font appel à
réaliser beaucoup de crash-tests. Le modèle aéro- de façon à reproduire des situations proches de la ces ressources. L’intérêt de les centraliser est de
dynamique, qui demande beaucoup de détails pour réalité. Ainsi, les tests sur route seront plus rapides faciliter les calculs de très grandes dimensions.
capturer les phénomènes en jeu, vient en second, puisque le moteur aura été précalibré pour être
suivi du modèle de combustion du moteur. efficace en conditions réelles. Nous voulons étendre Vous avez aussi centralisé vos équipes
cette approche au véhicule entier pour régler et de simulation dans une Model factory
Comment utilisez-vous la simulation dans tester les systèmes avancés d’aide à la conduite : il y a trois ans. Pourquoi?
le développement d’un véhicule? en leurrant les capteurs du véhicule, il sera possible La Model factory centralise nos activités de simu-
La première phase est celle de la conception, qui de le confronter à toutes sortes de situations. lation pour les systèmes les plus complexes, car
4 l’usine nouvelle cahier n° 2 § 25 avril 2019l’entretien
dominique fontenat
«La simulation
numérique
va compléter
les validations
ceux-ci demandent beaucoup de ressources dans
physiques. sur lequel on investit beaucoup. La connectivité
un temps très court pour délivrer des résultats rapi- C’est quelque demande aussi de modéliser le véhicule au sein de
dement. Nous avons ainsi 500 personnes réparties chose de son infrastructure télécoms. Enfin, l’autonomie intro-
dans notre technocentre et dans un centre commun relativement duit des systèmes complexes avec les systèmes
avec Nissan à Chennai, en Inde, qui produisent une de perception. La grande nouveauté, à cet égard,
information massive pour que l’ingénierie puisse nouveau, c’est l’extrême variabilité de l’environnement du
faire les meilleurs choix possible. Le principe de la qui va prendre véhicule. Il sera impossible d’exposer physiquement
Model factory est d’industrialiser la simulation. Elle énormément le véhicule à toutes les situations possibles. La simu-
fonctionne comme une usine: elle s’approvisionne lation numérique va compléter les validations phy-
en informations, qu’elle transforme et assemble pour
d’ampleur.» siques. C’est quelque chose de relativement nou-
livrer un objet virtuel qui est le modèle complet du veau qui va prendre énormément d’ampleur. La
véhicule. On peut y appliquer à peu près les mêmes difficulté sera notamment de prouver la fiabilité du
méthodes que pour une ligne de fabrication phy- véhicule autonome. Outre l’aspect mathématique
sique : automatiser des opérations avec un robot de cette preuve, sur lequel on travaille, il va falloir
pour aller vite et éviter les erreurs humaines, effectuer simuler un grand nombre de situations. On parle de
des contrôles qualité systématiques... modèles. Par exemple, pour un point de soudure : dizaines, voire de centaines de millions de kilomètres
un modèle détaillé demandant des milliers d’élé- roulés numériquement. Cela nécessitera de très
Que vous a apporté cette organisation ? ments, il est impossible de modéliser chacun des grosses ressources en calcul. Nous pensons que
Nous avons réalisé d’énormes progrès en matière milliers de points de soudure d’une caisse. On va la majorité de nos investissements en capacité de
de délai de fourniture des modèles et de précision plutôt utiliser le modèle détaillé pour entraîner un calcul sera absorbée par ce besoin de validation du
de ces modèles. Nous l’avons constaté avec la algorithme d’IA à reproduire ce modèle. On obtient véhicule autonome.
Clio 5, présentée au salon de Genève. C’est notre ainsi un modèle de modèle, beaucoup plus petit
référence en termes de performances de simulation. que le modèle initial, que l’on va pouvoir intégrer www.usinenouvelle.com
Les modèles de crash ont permis de très bien pré- dans le modèle de la caisse. C’est une technique
dire le comportement de la structure. Les modèles très prometteuse car elle permet un changement
acoustiques et aérodynamiques ont aussi prouvé d’échelle de la taille des modèles. Elle pourrait
leur fidélité. Nous avons produit des résultats de très s’appliquer massivement pour permettre d’intégrer
bon niveau grâce auxquels le groupe a fait des indirectement des modèles d’éléments très détaillés
économies en évitant des analyses complexes sur dans les modèles de systèmes.
le véhicule physique et des modifications de design.
En quoi la triple rupture
Comment progresser encore? On parle électrification-connectivité-autonomie
beaucoup d’intelligence artificielle (IA)... concerne-t-elle la simulation?
Nous travaillons de façon intensive sur l’IA dans le L’impact est majeur. Il faut développer des métho-
cadre de techniques dites de réduction d’ordre des dologies adaptées, notamment pour l’électrique,
5l’essentiel
une année de simulation
Développement
nvidia entraîne
les robots
L’entreprise américaine, spécialiste des
processeurs graphiques, a mis au point
un simulateur hyper réaliste pour la robo-
tique. La nouvelle version de sa plate-
forme Isaac, lancée en mars 2018, permet
de créer directement des applications
robotiques à partir d’un kit de développe-
ment logiciel. Nvidia met en avant la sim-
plicité d’utilisation de son framework, qui
facilite les transferts de données au sein
du robot et les modifications de son archi-
tecture, en ajoutant ou retirant divers cap-
teurs et actuateurs en temps réel. La capa-
cité à simuler des scénarios ultraréalistes
ce simulateur
est présentée comme l’atout majeur
très réaliste
d’Isaac. Selon Nvidia, grâce à ce système, restitue sur un
un robot peut être entraîné en seulement écran sphérique
immeRsion
quelques minutes. Une fois le robot virtuel l’éclairage des
exercé et testé, il peut être transféré au phares sur route.
robot physique. Évidemment, ce dernier
devra être équipé d’un processeur embar-
qué Jetson. § J. B.
Conception automobile humain, d’un niveau de contraste très
Avec Helios, RenAult
élevé indispensable pour simuler l’éclai-
rage de la route de nuit et d’un affichage
simule l’éclAiRAge
sur un écran stéréoscopique sphérique.
La stéréoscopie permet une perception
de la profondeur, ce qui renforce consi-
logiciel En marge de la Driving simulation confe- dérablement le réalisme.
microsoft lance rence 2018, à Juan-les-Pins (Alpes-Ma-
ritimes), en septembre dernier, Renault
Le simulateur a été conçu par l’intégra-
teur bordelais Immersion. Il se compose
le prototypage a annoncé la création d’un nouveau de huit vidéoprojecteurs laser Sony VPL-
en réalité virtuelle simulateur d’éclairage. Baptisé Helios,
en référence au dieu grec du Soleil,
GTZ280 et de six caméras de tracking
(suivi de mouvement) Arttrack5. Chaque
Fin octobre 2018, Microsoft a discrètement celui-ci va lui permettre de tester les projecteur fournit une image d’une réso-
présenté Maquette, son logiciel de création phares de ses véhicules avec un très lution de 4 096 x 2 160 pixels. Le tout
3D conçu pour permettre aux déve- grand réalisme. est projeté sur un écran sphérique de
loppeurs de créer rapidement des proto- Garantir que les phares éclairent correc- 225 degrés. La fusion des images en
types en réalité virtuelle. Disponible dans tement la route nécessite généralement temps réel est gérée par un logiciel de
une version bêta fermée, cette application de nombreux essais à l’aide de proto- Scalable Display. Pour effecteur ses
évoque des outils de création comme Tilt types physiques qui sont ensuite modi- essais, le constructeur n’a qu’à posi-
brush, Google blocks, Oculus medium et fiés en fonction des commentaires des tionner un prototype dans le simulateur. Il
Quill, sans aller jusqu’à de la création artis- testeurs. Un processus long et onéreux. peut ensuite rapidement itérer et évaluer
tique pure et dure. L’entreprise a dévoilé Renault a compris l’intérêt que présentait l’effet des changements apportés. §
plusieurs exemples de créations : le la réalité virtuelle en la matière: réduire les Julien Bergounhoux
concept de jeu vidéo, la représentation coûts et les délais de développement,
d’un parcours client dans un supermarché, mais aussi avoir une plus grande agilité www.usinenouvelle.com
la maquette d’un quartier d’une grande et une marge de manœuvre pour inno-
ville... Maquette est prévu pour s’intégrer ver. Or le défi technologique consistait
dans le workflow des concepteurs et à obtenir un rendu qui soit le plus fidèle
développeurs. Il est en effet possible d’im- possible aux conditions réelles sur route.
porter des objets ou des scènes dans C’est pourquoi Renault a investi dans
Unity (formats FBX ou glTF) grâce à un la solution Helios, qui dispose d’une
plugin. Enfin, le logiciel est compatible avec résolution 4K proche de celle de l’œil
les casques de réalité virtuelle de l’écosys-
tème Windows mixed reality, mais aussi
avec l’Oculus Rift et le HTC Vive. § J. B.
6 l’usine nouvelle cahier n° 2 § 25 avril 2019l’essentiel
une année de simulation
profond, nucléaire...) et la métallurgie. Les
recherche premières preuves de concept sont atten-
mines paristech met les sciences prédictives dues dès cette année.
«Il était logique que Mines ParisTech soit
au service de l’industrie leader dans ce programme puisque nous
consacrons environ la moitié de notre poten-
Depuis l’automne 2018, l’école d’ingé- mètres physiques pour en étudier les effets tiel de recherche aux sciences prédictives»,
nieurs Mines ParisTech mène l’un des sur un jumeau numérique. De même, cet rappelle Vincent Laflèche, le directeur de
projets les plus ambitieux de recherche en outil servira à prédire le comportement d’un l’établissement. L’école a mis un coup
sciences prédictives pour l’industrie du matériau et sa durée de vie dans telle ou d’accélérateur, en introduisant de nouveaux
futur, le programme Minds (Mines initiative telle condition d’utilisation. « Nous allons enseignements sur le big data à la rentrée
for numerics and data science). Doté d’un passer à une tout autre échelle en termes 2019 dans tout le cycle ingénieurs. Elle est
budget de 1,2 million d’euros, associant de simulation, car nous travaillerons dans aussi à l’origine de nombreux programmes
quinze centres de recherche, cinq post- un modèle multi-échelle et multi-physique», de recherche dans les sciences prédictives,
doctorants et deux thésards, Minds a pour ajoute Elie Hachem. Par exemple, ce type avec des domaines aussi variés que l’éner-
objectif de «créer une plate-forme numé- de plate-forme pourrait réduire encore les gie solaire (projet SoDa), le forage profond
rique de recherche et de développement temps de développement d’une automo- (Dig3D) ou la simulation numérique pour
commune couplant le monde de la simu- bile (trois à quatre ans actuellement) ou modéliser le comportement des matériaux
lation numérique et l’intelligence artificielle. d’un aéronef (six à sept ans). Plusieurs (Forge). § guillAuMe leCoMPTe-BoineT
Et ce, afin d’offrir des réponses précises industriels, dont Safran, ont d’ailleurs mon-
et complètes aux industriels », explique tré leur intérêt pour Minds. « L’IA est au-
Elie Hachem, le responsable de Minds et jourd’hui largement pilotée par les Gafa.
professeur à Mines ParisTech. Minds s’adresse concrètement à notre
Ces développements visent à accélérer le cœur de métier», souligne Christian Rey,
cycle de conception-industrialisation d’un expert émérite de Safran Tech, le centre
produit en faisant du machine learning en R & T du groupe. De très nombreux sec-
temps réel. L’intelligence artificielle va per- teurs sont concernés : le transport, natu-
mettre de tester immédiatement des para- rellement, mais également l’énergie (forage
Chirurgie augmentée
hololens aide les médecins
à préparer leurs opérations
La Food and drug administration phase préopératoire). Les images
(FDA), l’autorité sanitaire américaine sont projetées sur le patient pour
chargée de réguler les médicaments garantir un positionnement exact.
et les dispositifs médicaux, a auto- Novarad met en avant un gain de
risé, en septembre 2018, l’usage temps et une vision plus fine de
d’un dispositif de visualisation médi- l’anatomie, renforçant ainsi la qua-
novARAd
cale intégrant le casque HoloLens lité et la sécurité des opérations. Il
de Microsoft. Une première. est possible de détecter certaines
La solution, nommée OpenSight, parties à éviter lors de l’intervention À travers le casque Hololens
est commercialisée par l’entreprise ou de positionner des outils virtuels L’utilisation des technologies de microsoft, le chirurgien peut
américaine Novarad, fondée en et des guides afin d’examiner la immersives est en plein essor superposer sur le corps du
1998 et spécialisés dans l’imagerie meilleure approche chirurgicale à en chirurgie. Plusieurs solutions patient des images en réalité
médicale. Elle permet de superpo- adopter. Plusieurs casques peuvent s’appuyant sur HoloLens sont en augmentée de son anatomie.
ser de façon interactive des images être utilisés simultanément pour cours de développement pour le
2D ou 3D sur l’anatomie du patient planifier l’opération à plusieurs ou bloc opératoire, dont certaines en
afin d’aider les chirurgiens à pré- former des étudiants. Une version France. § J.B.
parer une opération (la FDA n’a du logiciel dédiée à l’apprentissage
autorisé son utilisation que pour la est également disponible.
7l’essentiel
une année de simulation
Stratégie
Le Japon construit
son processeur
de supercaLcuLateur
Dans sa course aux supercalculateurs exa-
flopiques, le Japon a franchi une étape cruciale
en 2018. Le constructeur informatique Fujitsu
a achevé l’été dernier le développement du
processeur qui motorisera le Post-K, le futur xxxxxxxxxxxxxxxx
RIken
supercalculateur exaflopique nippon. Ce pro-
cesseur maison est le premier au monde à
s’appuyer sur le jeu d’instructions ARMv8-A
SVE à 512 bits d’Advanced Risc Machines
(ARM Holdings), une société d’origine britan- des processeurs Xeon de l’américain Intel, au 500 supercalculateurs les plus puissants de la
nique qui appartient depuis septembre 2016 cœur de plus de 92% des machines de calcul planète. Il est actuellement installé dans le
au géant japonais de l’internet Softbank. Il est intensif dans le monde. Avec une puissance National institute of advanced industrial science
donc le premier processeur de supercalculateur de calcul de 19,9 petaflops (1 petaflops vaut and technology, au sein du campus de l’uni-
100% japonais. 1 million de milliards d’opérations en virgule versité de Tokyo, à Kashiwa.
Aujourd’hui, le supercalculateur le plus puissant flottante par seconde), il occupe, en 2018, la Le Post-K doit succéder, vers 2021, au K-
au Japon, l’ABCI, est construit par Fujitsu avec septième place du top 500, le classement des Computer, qui équipe depuis septembre 2012
Vidéo
un réseau de
neurones crée de
la 3d temps réel
Nvidia a présenté une technique
innovante d’intelligence artificielle
à la conférence NeurIPS, qui s’est
tenue en décembre dernier à Mon-
tréal (Canada). Elle utilise un réseau
de neurones pour appliquer des
nvIDIA
graphismes tirés d’une vidéo sur un
environnement en 3D temps réel. Un monde virtuel au réalisme
Traditionnellement, chaque objet impressionnant (à droite) recréé
d’une scène en 3D temps réel doit en 3D temps réel grâce à l’IA,
être modélisé individuellement. Avec de façon bien plus rapide (et moins cependant souligné lors d’une à partir d’une vidéo (à gauche).
cette nouvelle technique, un réseau chère) qu’en le faisant manuellement. conférence de presse que le pro-
de neurones entraîné grâce à des Des mondes qui pourraient servir jet n’en est qu’au stade de la
vidéos est capable de créer tout pour les jeux vidéo, mais aussi pour recherche et qu’il faudra plusieurs jouer en tant que vous-même. »
seul des modèles 3D de bâtiments, la simulation automobile, l’architec- années avant qu’un tel résultat soit L’exemple présenté lors de la
d’arbres, de véhicules ou d’objets. ture et la robotique. Le cas d’usage possible. D’après lui, l’une des pre- conférence est d’ailleurs un petit jeu
Selon Nvidia, cette technologie per- le plus évident serait de recréer un mières utilisations concrètes sera de conduite automobile qui prend
mettra, à long terme, de créer des lieu existant avec une grande fidélité. la création d’avatars photoréa- place dans une ville reconstituée
mondes virtuels entiers dotés de Bryan Catanzaro, le vice-président listes personnalisés pour l’indus- par le réseau de neurones à partir
graphismes photoréalistes, et ce Applied deep learning de Nvidia, a trie vidéoludique. « Vous pourrez de vidéos. § Julien Bergounhoux
8 l’usine nouvelle CAHIER N°2 § 25 AVRIL 2019l’essentiel
une année de simulation
puissant et le 18e au monde. Il a été construit dédiés aux entrées-sorties et aux interfaces.
par Fujitsu avec des processeurs UltraSparc, Le groupe japonais l’a présenté en juin 2018,
une technologie fournie par l’américain Oracle. lors de la conférence ISC sur le calcul intensif
à Francfort, en Allemagne. Mais c’est lors du
InspIré par la ChIne symposium Hot Chips 30, en Californie, en
Le projet du Post-K a été lancé en 2014 avec août, qu’il en a dévoilé les détails. Fabriquée
un investissement de 130 milliards de yens en gravure de 7 nanomètres, la puce, baptisée
(1,2 milliard de dollars). Au départ, Fujitsu A64FX, renferme 8,7 milliards de transistors et
hésitait entre les processeurs Xeon d’Intel et offre une puissance de calcul de 2,7 teraflops
UltraSparc d’Oracle. En 2016, il a décidé de (1 teraflops vaut 1000 milliards d’opérations
développer son propre processeur, imitant la par seconde). Pour atteindre l’exaflops, il fau-
Chine qui venait de dévoiler son premier su- dra en combiner plus de 370000 exemplaires
percalculateur motorisé par un processeur dans la même machine.
Destiné à succéder
100% chinois. Un changement justifié par la Ce développement est suivi de près en Eu-
au k-Computer
de l’institut Riken, volonté de se libérer de la dépendance tech- rope, où le consortium European Processor
à kobe, le Post-k nologique vis-à-vis des États-Unis et par le Initiative, mené par le français Atos, travaille
disposera d’une besoin de relever le défi de la consommation aussi au développement d’un processeur de
puissance de calcul d’énergie posé par le passage à l’échelle supercalculateur. Un projet jugé stratégique
de 1 exaflops. exaflopique. L’architecture ARM est connue pour l’indépendance technologique du Vieux
pour son efficacité énergétique, ce qui en fait Continent. Une question subsiste: sur quelle
la technologie de prédilection des mobiles. technologie se reposer? ARM aurait été une
L’enjeu est de la mettre au niveau de puis- réponse parfaite. Mais la société n’est plus
sance réclamé par les supercalculateurs. Le européenne. § ridha loukil
l’institut de recherche Riken à Kobe. Objectif: Post-K devra consommer 30 à 40 mégawatts,
atteindre l’exaflops (1 exaflops vaut 1 milliard ce qui le rendrait 30 à 40 fois plus efficace sur www.usinenouvelle.com
de milliards d’opérations en virgule flottante par le plan énergétique que l’actuel K-Computer,
seconde), ce qui revient à multiplier par 100 qui en engloutit 12,7.
la capacité actuelle. Avec une puissance de Le processeur développé par Fujitsu est en-
calcul de 10,5 petaflops, le K-Computer est core au stade de prototype. Il réunit 48 cœurs
le troisième supercalculateur japonais le plus de traitement complétés par quatre cœurs
Étude un lien digital avec le monde réel
qui offre des possibilités d’appli-
les industriels préfèrent cations innovantes multiples. Les
la réalité augmentée bénéfices et le retour sur investisse-
ment sont évidents et immédiats »,
Arrivée plus tardivement, la réalité encore au stade du déploiement résume à « L’Usine Nouvelle »
augmentée devance la réalité vir- (le reste l’expérimentant), contre Patrice Duboé, le vice-président
tuelle chez les industriels. Selon une 36 % pour celles ayant opté pour de l’innovation chez Capgemini.
étude publiée en septembre par le la réalité virtuelle. Et d’ajouter : « Gain de temps sur
cabinet Capgemini, qui a interrogé « La réalité virtuelle n’est pas très les installations et les réparations,
les responsables de 709 entre- pertinente pour nous, explique limitation des erreurs d’interpré-
prises, 66 % d’entre eux estiment dans l’étude Antti Aarnio, le direc- tation, amélioration de l’efficacité,
que «la réalité augmentée est plus teur des services digitaux de Fin- traçabilité, inspection et validation,
applicable à leurs activités que la grid, l’opérateur national de réseau les avantages sont nombreux. Mais
réalité virtuelle». de transport d’électricité finlandais. le plus structurant est l’amélio-
Ce rapport, intitulé « Augmented En revanche, une fois respectées ration de l’environnement et des
and virtual reality in operations: a les normes de sécurité, la réalité conditions de travail. C’est un enjeu
guide for investment», pointe aussi augmentée peut être utile à nos majeur pour les nouvelles généra-
la différence de degré d’appropria- employés dans des situations à tions.» § Marion garreau
tion de la technologie. Parmi les en- haut risque, par exemple pour leur
treprises interrogées qui recourent à permettre de dire si un équipement
la réalité augmentée, 45% en sont est sous haute tension ou à une
haute température.»
«La réalité augmentée apporte une
valeur ajoutée virtuelle à une réalité
opérationnelle physique. Elle crée
9l’essentiel
une année de simulation
Automobile
BMW accélère
BMW
dans la conduite
autonoMe
L
e groupe BMW a commencé, l’été
BMW a investi 100 millions d’euros
dernier, la construction d’un nouveau
dans son futur centre de simulation dédié à la conduite
centre de simulation de conduite au sein autonome. Installé au FIZ, au nord de Munich, il sera opérationnel
du FIZ, son principal centre de recherche et courant 2020 et hébergera 14 simulateurs.
innovation situé au nord de Munich (Allemagne).
Quelque 160 salariés travailleront sur ce site
de 11400 mètres carrés. Quatorze simulateurs
y seront implantés : ceux que possède déjà
BMW auxquels s’ajouteront deux unités de
pointe dont la réalisation a été confiée à Bosch
Rexroth. La partie visuelle de ces derniers, vements longitudinaux, transverses et de rota- à la route. Le constructeur pourra modifier
ainsi que l’intégration logicielle, sera fournie par tion, avec des accélérations allant jusqu’à 1 g. chaque aspect d’un scénario donné pour
Autonomous Vehicle Simulation, une coentre- De quoi renforcer le réalisme et permettre de prendre en compte toutes les éventualités très
prise d’Oktal et de Renault créée en juillet 2017. nouveaux types de simulation, dont la conduite tôt dans le développement d’un système, afin
Cet investissement de 100 millions d’euros en milieu urbain, un domaine particulièrement de ne pas devoir le modifier alors qu’il sera
devra répondre aux besoins de la recherche délicat à gérer pour les véhicules autonomes. presque terminé.
sur le véhicule autonome, considéré par BMW Cet outil servira à répliquer des manœuvres BMW compte également tirer profit de la
comme l’une de ses priorités stratégiques. Il d’évasion, des freinages d’urgence et de fortes simulation pour établir plus précisément le
s’inscrit dans le cadre de son plan FIZ Future, accélérations. Un deuxième simulateur offrira juste milieu entre la performance et le confort
qui vise à doubler les installations de R &D du une expérience au réalisme très élevé, avec une utilisateur, et mieux détecter les situations dans
groupe d’ici à 2050. surface de déplacement de 400 mètres carrés. lesquelles le conducteur est amené à être
L’équipement vedette de ce futur centre sera Il servira pour le freinage et l’accélération dans distrait. Autant d’enseignements qui n’auront
un simulateur dynamique dit de haute fidélité. Il les virages, la négociation de ronds-points et pas à être acquis sur la route par la suite. §
permettra de réaliser simultanément des mou- les séries de manœuvres complexes à enchaî- Julien Bergounhoux
nement rapide. Les deux systèmes pourront
accueillir la réplique complète d’un véhicule www.usinenouvelle.com
dans une plate-forme montée sur un dispositif
hexapode. La reproduction de l’environnement
est présentée en stéréoscopie par le biais de
projecteurs.
Un simulateur dit de haute fidélité, L’objectif est de tester rapidement des solutions
combinant des mouvements pour améliorer le temps de réaction des véhi-
transverses, latéraux et de rotation, cules et mieux adapter les interfaces homme-
machine aux comportements humains. De
permettra de simuler la conduite
plus, grâce à leurs capacités, ces simulateurs
en milieu urbain, qui reste un défi vont permettre à BMW de tester en laboratoire
pour la voiture autonome. une multitude de scénarios jusqu’ici cantonnés
10 l’usine nouvelle cahier n° 2 § 25 avril 2019Inventé au 19ième siècle. Optimisé pour aujourd’hui.
b
Distribution ddes contraintes dde von Mises ddans lle carter d’
d’un moteur à
induction avec prise en compte des effets électromécaniques.
Au 19ème siècle, deux scientifiques ont inventé séparément
le moteur à induction AC. Aujourd’hui, c’est un composant
commun en robotique. Comment y sommes nous arrivé, et
comment les ingénieurs d’aujourd’hui peuvent-ils continuer
d’améliorer ces moteurs?
Le logiciel COMSOL Multiphysics® est utilisé pour simuler des
produits, des systèmes et des procédés dans tous les domaines
de l’ingénierie, de la fabrication et de la recherche. Découvrez
comment l’appliquer pour vos designs.
comsol.blog/induction-motor
11l’essentiel
une année de simulation
Supercalculateurs
les états-unis creusent l’écart
avec la chine
oak rIdge naTIonal laBoraTory
Summit, le
Stratégique pour la recherche, l’innovation et
supercalculteur
la compétitivité à long terme, le calcul intensif mis en service
constitue un domaine majeur de la course par les États-Unis,
technologique à laquelle se livrent les deux plus s’impose comme
grandes puissances économiques mondiales. le plus puissant
L’année 2018 a vu les États-Unis accélérer au monde.
leur contre-offensive pour reprendre la tête du
classement des 500 supercalculateurs les plus
puissants au monde. Leur machine Summit,
construite par IBM, a été mise en service en du supercalculateur Sunway TaihuLight, dont domination globale avec 227 machines dans
juin 2018 dans l’Oak ridge national laboratory, la puissance de calcul atteint 93 petaflops. le dernier top 500, contre 206 dans le clas-
le laboratoire du département de l’Énergie. Elle Ce dernier rétrograde même à la troisième sement de juin 2018. Les États-Unis reculent
affichait alors une puissance de calcul de place puisque Sierra, machine d’IBM installée à 109 machines, leur chiffre historique le plus
122,3 petaflops selon le référentiel Linpack au printemps 2018 au Lawrence livermore bas, contre 124 six mois plus tôt. Mais grâce
(1 petaflops vaut 1 million de milliards d’opé- national laboratory du département de l’Éner- à des supercalculateurs plus puissants en
rations par seconde). Un chiffre qui a grimpé gie, a vu sa puissance de calcul passer de moyenne, ils l’emportent en termes de puis-
à 143,5 petaflops en cours d’année. 71,6 à 94,6 petaflops. Les États-Unis trustent sance de calcul installée en s’appropriant
Summit a permis aux Américains de détrôner désormais cinq places du top 10 des ma- 38% de la puissance du top 500, contre 31%
la Chine après deux années de domination chines les plus puissantes, contre deux pour pour la Chine. § ridhA loukil
la Chine, deux pour l’Europe (le Piz Daint en
Suisse à la cinquième place, avec une puis- www.usinenouvelle.com
sance de 21,2 petaflops, et le SuperMUC-NG
en Allemagne à la neuvième place, avec
19,5 petaflops) et une pour le Japon.
La perte des deux premières places n’em-
pêche pas la Chine de continuer à étendre sa
réalité augmentée
toyota teste les casques hololens dans ses usines
Le constructeur japonais Toyota s’intéresse sur étagère de Microsoft, Dynamics 365
de près à la réalité augmentée. Depuis remote assist, est aussi en cours d’étude
novembre 2018, il évalue le déploiement de pour aider les techniciens à partager les
casques Microsoft HoloLens sur ses lignes problèmes qu’ils rencontrent et donc à les
de production afin de répondre à différents résoudre plus rapidement.
besoins. À commencer par l’inspection de La mise en œuvre de ces outils numériques
l’épaisseur de la peinture sur la carrosserie, s’intègre dans la philosophie d’amélioration
un procédé laborieux demandant de couvrir continue (kaizen) de Toyota. Pour autant,
la voiture de feuilles de papier et qui peut le japonais n’est pas le premier à s’y inté-
occuper deux ouvriers durant une journée. resser. Mercedes-Benz, Volvo Cars, Ford
Grâce à la réalité augmentée, une seule et Renault Trucks ont déjà présenté des
personne peut s’en charger... en seulement cas d’usage avec HoloLens par le passé,
ToyoTa
deux heures! et la majorité des constructeurs automo-
Cette technologie Autre utilisation: la possibilité de placer la biles recourent aux technologies immer-
accélère le contrôle représentation virtuelle grandeur nature sives au quotidien. § J. B.
qualité et facilite d’une machine-outil dans une usine afin
l’aménagement de s’assurer qu’elle pourra bien rentrer
de l’espace. dans l’espace souhaité, sans empiéter
sur les équipements alentour ou les rendre
inaccessibles. Pour ce faire, Toyota utilise le
logiciel Dynamics 365 layout. L’autre logiciel
12 l’usine nouvelle cahier n° 2 § 25 avril 2019LE HIGH PERFORMANCE COMPUTING
& L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
PENSÉ PAR BECHTLE
Vous souhaitez développer votre NOS PARTENAIRES
infrastructure et investir dans le HPC ou
l’IA ?
Au travers de nos compétences
techniques et commerciales, nous
pouvons vous accompagner dans la
réalisation de vos projets IT performants
et innovants.
Nous pouvons vous conseiller des
solutions hardware sur-mesure, «clés
en main» et pensées par vous et pour
vous.
High Perfomance Computer, Intelligence
Artificielle, Deep Learning ou simulation
numérique, des domaines dans lesquels
notre équipe HPC peut vous apporter
conseils et expertises et supports.
CONSEILS SUPPORT
INSTALLATION
MACHINES DE TEST
ACCOMPAGNEMENT
Proof Of Concept
Vincent Pfleger Adrienne Tognarini John Morelle Antoine Huette
Directeur Commercial Chargée d’affaires Advisor HPC Ingénieur HPC
03 67 07 97 35 03 67 07 97 36 03 67 07 97 38 03 67 07 97 37
vincent.pfleger@bechtle.com adrienne.tognarini@bechtle.com john.morelle@bechtle.com antoine.huette@bechtle.com
13
Site Bechtle : Blog Bechtle : Suivez-nous sur les réseaux sociaux:
bechtle.fr carrementbechtle.com Bechtle Francel’essentiel
une année de simulation
28 nanomètres pour Alibaba. Du moins
pour le moment. Stratégie similaire chez
NXP et Infineon Technologies.
Le patron d’Infineon Technologies souligne
pour sa part les enjeux de l’industrialisation
et des données : « En Europe, la mise
en œuvre de l’intelligence artificielle est
tirée par le développement de la conduite
assistée dans l’automobile et le passage,
dans les PME et les PMI, des modèles
traditionnels d’analyse des données vers
des modèles à apprentissage. L’Europe
dispose d’un réel savoir-faire dans ces
deux domaines. La question est de savoir
comment l’industrialiser, avec quelles
P. guiTTeT données et quels algorithmes.»
Dans l’usine de STMicroelectronics à Rousset (Bouches-du-Rhône). accélération
Les données sont jugées comme un sujet
crucial. «Disposer de données en quantité
et en qualité est un grand défi, martèle
intelligence artificielle Reinhard Ploss. Dans ce domaine, la
Chine a un sérieux avantage sur le reste du
L’industrie européenne des puces
monde. En Europe, il faut accélérer pour
développer des milliers de cas d’usage.
Cela ne se fera pas juste avec l’intelligence
au tournant artificielle, qui n’est pas la réponse à tout.
Il faudra la combiner avec les modèles
traditionnels d’analytique.»
Les clients veulent accélérer la mise en
Que faire pour que le Vieux Continent ont choisi de porter leur effort sur l’edge œuvre de l’IA. Pas si simple pour les four-
excelle dans l’intelligence artificielle ? Tel computing, c’est-à-dire la délocalisation nisseurs européens de semiconducteurs.
était le thème de la table ronde qui a no- de l’intelligence au niveau des systèmes «C’est un grand défi, car il est compliqué
tamment réuni les patrons des trois cham- embarqués dans les voitures, les robots, pour nous d’aller aussi vite, confie Jean-
pions de l’industrie européenne des puces, les drones et les capteurs. Marc Chéry. Il nous faudrait investir des
Jean-Marc Chéry, le PDG de STMicroelec- centaines de millions de dollars pour le
tronics, Reinhard Ploss, celui d’Infineon Focalisation faire. Nous préférons procéder par étapes.
Technologies, et Kurt Sievers, le président sur l’EdgE computing Nous avons aujourd’hui une solution sur
de NXP, le 13 novembre 2018 dans le STMicroelectronics propose un outil logiciel microcontrôleurs qui répond aux besoins
cadre du salon Electronica à Munich, en qui convertit le modèle d’IA entraînée dans du plus grand nombre et qui permet d’aller
Allemagne. le cloud en un modèle exécutable sur ses vite. Nous la compléterons petit à petit
« Les États-Unis et la Chine mènent la microcontrôleurs STM32. Une solution pour les applications nécessitant plus de
course dans l’intelligence artificielle, estime disponible pour les clouds d’Amazon performances.» § Ridha LoukiL
Kurt Sievers. L’Europe doit adopter une Web Services, d’IBM et de Microsoft.
stratégie afin de rattraper son retard. Elle L’offre devrait s’étoffer en 2019 d’un circuit www.usinenouvelle.com
peut jouer la carte de la sécurité et de d’accélération du calcul, puis d’une solu-
la sûreté pour favoriser la confiance des tion intégrant le microcontrôleur et l’accé-
consommateurs. » Alors que les géants lérateur. Mais pas question d’aller jusqu’au
de l’internet Amazon, Google, Microsoft et cloud, même si le groupe a développé un
Facebook privilégient l’IA centralisée sur les processeur dédié d’intelligence artificielle
serveurs et le cloud, les acteurs européens reposant sur sa technologie FD-SOI de
14 l’usine nouvelle cahier n° 2 § 25 avril 2019Vous pouvez aussi lire
