Le premier supercalculateur Exascale européen nécessite jusqu’à 15 MW d’électricité

C’est décidé : Le Centre de recherche de Jülich accueillera le premier ordinateur exascale d’Europe. Ce supercalculateur sera le premier en Europe à dépasser le seuil d’un trillion (« 1 » suivi de 18 zéros) de calculs par seconde. Le système sera acquis par l’initiative européenne de supercalcul EuroHPC JU. L’ordinateur exascale devrait aider à résoudre des questions scientifiques importantes et urgentes concernant, par exemple, le changement climatique, la lutte contre les pandémies et la production d’énergie durable, tout en permettant l’utilisation intensive de l’intelligence artificielle et l’analyse de grands volumes de données.

Le coût global du système s’élève à 500 millions d’euros. Sur ce total, 250 millions d’euros sont fournis par EuroHPC JU et 250 millions d’euros supplémentaires à parts égales par le ministère fédéral allemand de l’éducation et de la recherche (BMBF) et le ministère de la culture et des sciences du Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie (MKW NRW).

L’ordinateur, qui portera le nom de JUPITER (abréviation de « Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research »), sera installé à partir de 2023 dans un bâtiment spécialement conçu sur le campus du Forschungszentrum Jülich. Il est prévu que le système soit exploité par le Jülich Supercomputing Centre (JSC), dont les superordinateurs JUWELS et JURECA figurent actuellement parmi les plus puissants du monde. Le JSC avait participé à la procédure de candidature pour un supercalculateur haut de gamme en tant que membre du Gauss Centre for Supercomputing (GCS), une association des trois centres nationaux de supercalculateurs : le JSC à Jülich, le High-Performance Computing Center Stuttgart (HLRS) et le Leibniz Computing Centre (LRZ) à Garching.

Le concours était organisé par l’initiative européenne de supercalcul EuroHPC JU, qui a été formée par l’Union européenne avec des pays européens et des entreprises privées.

La décision finale sur l’emplacement du premier ordinateur exascale d’Europe a été prise hier par EuroHPC à Kajaani, en Finlande, lors de l’inauguration du tout premier ordinateur pré-exascale d’Europe. LUMI, le superordinateur le plus rapide d’Europe depuis le début du mois de juin, est classé troisième sur la liste actuelle TOP500 des superordinateurs les plus puissants du monde.

Pour la première fois, un ordinateur exascale figure officiellement en tête de cette liste depuis le mois de mai : le supercalculateur américain Frontier.

JUPITER est maintenant prêt à devenir le premier superordinateur européen à faire le saut dans la classe exascale. En termes de puissance de calcul, il sera plus puissant que 5 millions d’ordinateurs portables ou de PC modernes. Tout comme l’actuel supercalculateur JUWELS de Jülich, JUPITER sera basé sur une architecture de supercalculateur dynamique et modulaire, que le Centre de recherche de Jülich a développé en collaboration avec des partenaires européens et internationaux dans le cadre des projets de recherche DEEP de l’UE.

Dans un supercalculateur modulaire, différents modules de calcul sont couplés entre eux. Ainsi, les parties de programme de simulations complexes peuvent être réparties sur plusieurs modules, ce qui permet d’utiliser de manière optimale les différentes propriétés du matériel dans chaque cas. Sa construction modulaire signifie également que le système est bien préparé à l’intégration de technologies futures telles que l’informatique quantique ou les modules neuromorphiques, qui émulent la structure neuronale d’un cerveau biologique.

Dans sa configuration de base, JUPITER disposera d’un module booster extrêmement puissant doté d’accélérateurs de calcul basés sur des GPU très efficaces. Les applications massivement parallèles sont accélérées par ce booster de la même manière qu’un turbocompresseur, par exemple pour calculer des modèles climatiques à haute résolution, développer de nouveaux matériaux, simuler des processus cellulaires et des systèmes énergétiques complexes, faire progresser la recherche fondamentale ou former des algorithmes d’apprentissage automatique de nouvelle génération à forte intensité de calcul.

L’un des principaux défis est l’énergie nécessaire à une telle puissance de calcul. On prévoit une puissance moyenne pouvant atteindre 15 mégawatts. JUPITER a été conçu comme un superordinateur « vert » et sera alimenté par de l’électricité verte.

Le système de refroidissement par eau chaude envisagé devrait permettre à JUPITER d’atteindre les valeurs d’efficacité les plus élevées. En même temps, la technologie de refroidissement offre la possibilité d’utiliser intelligemment la chaleur perdue qui est produite.

Par exemple, tout comme le système JUWELS qui l’a précédé, JUPITER est destiné à être connecté au nouveau réseau basse température du campus du Forschungszentrum Jülich. D’autres applications potentielles de la chaleur résiduelle de JUPITER sont actuellement étudiées par le Forschungszentrum Jülich.

Pour Hendrik Wüst, ministre-président du Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie :

« Le Forschungszentrum Jülich s’est une fois de plus imposé avec son architecture modulaire de supercalculateur exceptionnelle : Le premier supercalculateur exascale d’Europe arrive en Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Il s’agit d’une marque de reconnaissance pour la communauté scientifique et l’excellence globale de notre Land. En tant que site, il offre des possibilités étendues pour une augmentation massive des performances du système, jusqu’à l’intégration de modules quantiques dans un ordinateur exascale. Les technologies actuellement développées façonneront les applications futures dans tous les domaines liés à la simulation de systèmes hautement complexes et nous permettront de faire des déclarations encore plus fiables dans des domaines d’une importance cruciale tels que la recherche sur le climat et le cerveau, la gestion du trafic et l’élaboration de scénarios d’évacuation pour les grands événements. Cette recherche de pointe dans le domaine des supercalculateurs nous donne toutes les chances de résoudre les grands défis de notre temps. En tant que gouvernement de l’État fédéral, nous sommes heureux de soutenir ce développement pionnier.« 

Pour Bettina Stark-Watzinger, ministre fédérale de l’Éducation et de la Recherche :

« Je suis ravie que le premier supercalculateur exascale d’Europe arrive en Allemagne. Il sera exploité à Jülich et sa puissance de calcul sera équivalente à celle de plus de 5 millions d’ordinateurs portables modernes. En tant que « ministère des opportunités », nous finançons ce superordinateur à hauteur de 500 millions d’euros, en collaboration avec l’UE et le Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Il s’agit d’un investissement massif dans l’infrastructure de recherche allemande, grâce auquel nous cherchons à étendre notre souveraineté technologique. Le superordinateur aidera à résoudre des questions scientifiques complexes et permettra d’analyser d’énormes volumes de données. Cela nous aidera, par exemple, à résoudre les problèmes de changement climatique, à lutter contre la pandémie et à développer l’intelligence artificielle. Au cours des prochaines années, nous lancerons également deux autres superordinateurs exascale à Munich et à Stuttgart, en coopération avec les États fédéraux de Bavière et de Bade-Wurtemberg.«