L’avenir de l’efficacité énergétique des TIC repose-t-il sur le calcul incrémental ?

L'avenir de l'efficacité énergétique des TIC repose-t-il sur le calcul incrémental ?

La consommation énergétique des centres de données et des appareils de technologie de l’information et de la communication (TIC) est en hausse constante, une tendance qui soulève des préoccupations majeures. Une équipe de chercheurs allemands s’attaque à ce défi avec une approche innovante.

La consommation énergétique des centres de données et des appareils de technologie de l’information et de la communication (TIC) est en augmentation constante. Selon les projections, elle pourrait représenter jusqu’à 20% de la consommation énergétique mondiale d’ici 2030. Pour soutenir efficacement la transformation numérique, il est essentiel d’améliorer l’efficacité des logiciels.

Une voie prometteuse dans cette quête est le calcul incrémental, où les calculs réagissent aux changements d’entrée plutôt que de recalculer les résultats à partir de zéro. Les approches existantes sur le process incrémental en revanche ont une applicabilité limitée : elles exigent soit une expertise spécifique, soit elles ne soutiennent que des domaines spécialisés (par exemple, les requêtes de base de données), soit elles n’apportent que des accélérations modestes.

Le projet “AutoInc” : une nouvelle approche du calcul incrémental

À l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU), le professeur Sebastian Erdweg et son équipe visent à développer une méthodologie pour l’incrémentalisation automatique des calculs et améliorer significativement leur efficacité en termes de temps et d’énergie. Le Conseil Européen de la Recherche (ERC) parraine le nouveau projet «AutoInc» à hauteur de 2 millions d’euros.

Sebastian Erdweg a été nommé professeur à l’Institut d’informatique de la JGU en 2019, où il dirige le groupe de langages de programmation. La bourse ERC Consolidator est l’une des récompenses de recherche les plus prestigieuses et les plus précieuses de l’UE pour les chercheurs exceptionnels.

L’utilisation accrue du calcul incrémental pour des applications

La transformation numérique nécessite des ressources énergétiques considérables. Alors que les serveurs et les appareils TIC doivent contribuer aux réductions nécessaires de la consommation d’énergie, les améliorations matérielles seules ne seront pas suffisantes.

« Pour soutenir la transformation numérique en cours, nous devons trouver des moyens de faire fonctionner les logiciels beaucoup plus efficacement », a précisé le professeur Sebastian Erdweg. « Le calcul incrémental a le potentiel d’apporter des améliorations considérables en matière d’efficacité énergétique, à condition que nous puissions résoudre ses limitations fondamentales. »

Le calcul incrémental est utilisé, par exemple, dans les systèmes de navigation des véhicules pour calculer des détours afin d’éviter les embouteillages ou dans les correcteurs orthographiques intégrés dans les programmes de texte.

Le calcul incrémental : un défi technologique et conceptuel

« Le calcul incrémental est très gratifiant, mais sa création nécessite beaucoup d’efforts et est très exigeant à la fois sur un plan technique et conceptuel. »

Selon le Professeur Erdweg, c’est pourquoi le calcul incrémental est rarement utilisé ou seulement dans des applications simples, comme la vérification orthographique. Le développement de techniques de calcul incrémental nécessite une expertise considérable.

Dans leur nouveau projet, « AutoInc – Accélérations asymptotiques gratuites grâce au calcul incrémental automatique », les scientifiques visent à surmonter ce défi et à faciliter une percée dans le calcul incrémental : l’idée est de convertir automatiquement les calculs non incrémentaux en calculs incrémentaux.

Dans des expériences préliminaires, l’équipe a réalisé des calculs jusqu’à 10 000 fois plus rapides. Les chercheurs s’attendent à ce que les résultats du projet améliorent non seulement l’efficacité des programmes logiciels, mais fournissent également des informations fondamentales sur la nature et les limites du calcul incrémental automatique.

Un parcours dédié à la simplification du développement logiciel

Avec son équipe, Sebastian Erdweg se concentre sur les abstractions de programmation, les langages de programmation et les outils de programmation conçus pour simplifier le développement et la maintenance de systèmes logiciels complexes.

Il a obtenu son doctorat à l’Université Philipps de Marbourg en 2013. Il a ensuite occupé un poste de post-doctorant à l’Université technique de Darmstadt jusqu’en 2016, après quoi il a été nommé professeur assistant à l’Université technique de Delft aux Pays-Bas.

En 2019, Sebastian Erdweg a été nommé professeur de langages de programmation à l’Université Johannes Gutenberg de Mayence.

En synthèse

La consommation énergétique des centres de données et des appareils TIC est un enjeu majeur pour l’avenir. Le projet «AutoInc» de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence, financé par le Conseil Européen de la Recherche, vise à développer une nouvelle approche du calcul incrémental pour améliorer l’efficacité des logiciels. Cette recherche pourrait avoir un impact significatif sur l’efficacité énergétique de la transformation numérique.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le calcul incrémental ?

Le calcul incrémental est une méthode où les calculs réagissent aux changements d’entrée plutôt que de recalculer les résultats à partir de zéro. Cela permet d’économiser du temps et de l’énergie.

Qu’est-ce que le projet “AutoInc” ?

Le projet «AutoInc» est une recherche menée par l’Université Johannes Gutenberg de Mayence visant à développer une méthodologie pour incrémentaliser automatiquement les calculs et améliorer significativement leur efficacité en termes de temps et d’énergie.

Qui est Sebastian Erdweg ?

Sebastian Erdweg est un professeur à l’Université Johannes Gutenberg de Mayence qui dirige le groupe de langages de programmation. Il est le principal chercheur du projet «AutoInc».

Qu’est-ce que la bourse ERC Consolidator ?

La bourse ERC Consolidator est une subvention de financement de l’UE attribuée à des chercheurs individuels. Elle soutient les scientifiques exceptionnels dans les sept à douze ans suivant l’obtention de leur doctorat.

Quel est l’impact potentiel de cette recherche ?

Si elle réussit, cette recherche pourrait améliorer significativement l’efficacité des logiciels, ce qui aurait un impact majeur sur l’efficacité énergétique de la transformation numérique.

Références

Légende illustration principale : Professeur Dr. Sebastian Erdweg (photo/© : Vladimir Dimitrov)

Université Johannes Gutenberg de Mayence. “AutoInc: A new approach to incremental computing.” ScienceDaily. ScienceDaily, 6 December 2023.

[ Rédaction ]

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