A votre avis, de quoi s'agit-il ?
- Illustration de l'implémentation d'un calcul de dynamique moléculaire sur une puce FGPA qui répartit les calculs entre ses ressources (unités logiques, de calcul et de mémoire) de manière à optimiser sa consommation énergétique.
- Simulation de la surface occupées par les continents à l'an 5 200, dans le contexte du réchauffement climatique : l'Océanie non structurée (à gauche), l'Amérique de l'Ouest (au centre) et l'Afrique (à droite) rongées par la montée des eaux.
- Représentation des champs de courant dans un circuit supraconducteur destiné à l'optimisation d'un processeur quantique, permettant d'identifier les zones de forte circulation et d'analyser leur influence sur la stabilité du dispositif.
Réponse...
Illustration de l'implémentation d'un calcul de dynamique moléculaire sur une puce FGPA qui répartit les calculs
entre ses ressources (unités logiques, de calcul et de mémoire) de manière à optimiser sa consommation énergétique.
Une puce FPGA (Field-Programmable Gate Array) est un circuit reconfigurable : contrairement à un CPU (processeur central) ou à un GPU (processeur graphique), son architecture matérielle peut être reprogrammée pour créer un circuit sur-mesure, dédié à un algorithme précis, avec un enchaînement de données optimal et une très faible consommation par opération.
Dans leurs travaux, les chercheurs de la Maison de la Simulation utilisent les FPGA pour accélérer le calcul de l'énergie électrostatique dans les simulations de dynamique moléculaire de supercondensateurs réalisées avec le logiciel MetalWalls. Cette méthode permet de calculer plus rapidement les interactions électriques entre les particules. L'objectif est de répondre à un enjeu majeur : réduire la consommation d'énergie des futurs supercalculateurs, qui devront traiter des volumes de calcul toujours plus importants. Les FPGA présentent pour cela un avantage important, car ils peuvent offrir de meilleures performances pour une même quantité d'énergie consommée que les processeurs classiques (CPU) et graphiques (GPU).
L'objectif de la Maison de la Simulation était de démontrer, sur un cas de production réel, que le FPGA passe à l'échelle sur plusieurs puces et constitue une alternative crédible et sobre en énergie pour le calcul scientifique haute performance.
Crédit de l'image : Maison de la Simulation - CEA
A propos de la Maison de la Simulation
La Maison de la Simulation est un laboratoire commun du CEA, du CNRS, de l'Université Paris-Saclay et de l'Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines. Elle est spécialisée dans le calcul haute performance et les simulations numériques, en lien étroit avec des applications physiques, l'ingénierie logicielle, les modèles de programmation, les techniques de visualisation, l'intelligence artificielle et l'informatique quantique.
Sa mission est d'orienter, d'accompagner et de stimuler les communautés scientifiques afin qu'elles tirent le meilleur parti des ressources informatiques disponibles, notamment des infrastructures de grande échelle. La Maison de la Simulation a pour objectif de contribuer à l'émergence d'une communauté du calcul intensif en France et de développer de fortes synergies entre les chercheurs et les ingénieurs issus de différents domaines scientifiques. Pour ce faire, elle rassemble des équipes pluridisciplinaires apportant l'ensemble des compétences nécessaires au développement et à l'exploitation des outils de calcul haute performance (HPC).
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