La France se classe cinquième dans le monde en termes de nombre de superordinateurs – des machines hautes performances qui peuvent faire des millions, voire des milliards de calculs par seconde, et qui sont essentielles pour développer l’intelligence artificielle. L’un de ses plus puissants, Jean-Zay, est dédié à la recherche universitaire.
Il semble un endroit improbable à partir duquel l’intelligence artificielle prendra le contrôle du monde: une pièce à parois blanches de la taille d’un court de tennis à l’Université de Paris-Saclay à Orsay, au sud de Paris.
Une demi-douzaine de rangées de porte-serviettes La hauteur des réfrigérateurs, chacune contenant 26 cartes mères, sont connectées par des brins de câble turquoise.
Ceci est la maison du supercalculateur Jean-Zay.
Des calculs puissants se produisent ici, toute la journée, tous les jours. À son apogée, ce supercalculateur peut faire 126 Petaflops – ou 126 millions de calculs – par seconde.
Une visite au supercalculateur Jean-Zay dans le podcast Spotlight on France, écoutez ici:
«Il y a cette image du supercalculateur qui reprend le monde, etc.
Son travail consiste à aider les chercheurs à adapter leurs projets à l’énorme réseau de processeurs interconnectés qui composent Jean-Zay, du nom d’un ancien ministre français de l’Éducation.
Consommation d’énergie
La France augmente les investissements dans le pouvoir informatique pour soutenir son ambition d’être un leader mondial dans l’IA, et Jean-Zay est l’un des trois superordinateurs nationaux disponibles pour les chercheurs pour gérer leurs simulations ou former leur IA.
Parce qu’il y a plus de demande que de capacité, les comités scientifiques décident qui a accès.
Ceux qui sont choisis peuvent l’utiliser gratuitement, tant qu’ils publient ouvertement leurs recherches et leurs données.
À tout moment, Jean-Zay travaille sur 1 000 projets scientifiques dans des domaines aussi variés que la médecine et la sécurité routière.
«Au début, il était principalement utilisé pour les simulations, comme l’évolution du climat. Certains projets recherchent de nouveaux composants de batterie ou de médicaments efficaces. Pendant la pandémie, il y avait beaucoup de projets basés sur Covid», a expliqué Lavallé.
Aujourd’hui, après plusieurs mises à niveau pour augmenter la capacité de traitement du supercalculateur, 60% des projets concernent l’IA.
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À mesure que sa capacité a augmenté, la consommation d’énergie de Jean-Zay – bien que Lavallé dit qu’elle est devenue plus efficace.
« Au cours des 16 années, de 2008 à maintenant, la puissance de calcul de la machine a augmenté de 1 000 fois, tandis que la consommation d’électricité a augmenté de huit. Nous consommons donc huit fois plus d’énergie qu’en 2008, mais nous allons 1000 fois plus rapidement », a-t-il expliqué.
Cette efficacité est en partie due à l’utilisation de GPU – processeurs graphiques – au lieu d’unités de traitement centrales ou de processeurs. Les GPU ne sont pas aussi polyvalents, mais utilisent moins d’énergie par calcul.
Mais le système utilise toujours une énorme quantité d’énergie, en raison de la réalisation de tant de calculs en parallèle. Jean-Zay utilise environ 20 gigawatt heures par an, ce qui coûte IDRIS entre 3 millions et 5 millions d’euros.
Recycler la chaleur
Ces calculs génèrent de la chaleur, et si le système n’est pas refroidi, il s’arrête en quelques secondes afin de ne pas fondre. Pour effectuer ce refroidissement, de petits tuyaux en cuivre remplis d’eau traversent le système.
« Il y a une infrastructure technique extrêmement complexe derrière tout cela, qui ressemble plus à la plomberie qu’à toute autre chose », a déclaré Lavallé.
Raphael Medeiros, qui gère l’infrastructure technique du supercalculateur, souligne un échangeur de chaleur massif, où la chaleur générée par le supercalculateur – appelé «chaleur déchet» – est transférée au système de chauffage du bâtiment.
« L’eau entre dans le supercalculateur à environ 30 degrés, et quand il arrive, c’est à 36 degrés », a-t-il expliqué. « Cette eau sort du supercalculateur pour échanger les calories avec le système de chauffage de Paris-Saclay, soit à l’extérieur pour se rafraîchir dans les airs s’il n’est pas possible de transférer la chaleur. »
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Pendant l’hiver, cette chaleur déchet sert à des bâtiments chauds du campus et à des maisons voisines.
Quelque 6 500 mégawatts sont récupérés par an – suffisamment pour chauffer 1 500 maisons.
Pendant l’été, la chaleur est libérée à l’extérieur, par évaporation, et un système de refroidissement est utilisé pour des jours très chauds pendant l’été.
En termes d’émissions de carbone, Lavallé souligne que le système fonctionne sur le réseau électrique français, qui est principalement alimenté par l’énergie nucléaire, une source d’énergie neutre en carbone.
« Nous obtenons notre électricité du réseau électrique, et il est vrai que nous bénéficions d’une électricité à faible teneur en carbone en France, ce qui est un véritable avantage par rapport aux autres pays européens ou même aux États-Unis ou en Chine », a-t-il déclaré.
Cependant, le système n’est en aucun cas vert. Et Medeiros souligne que l’objectif principal est la puissance de calcul, pour maintenir le supercalculateur qui fonctionne nuit et jour.
«Nous devons faire fonctionner le supercalculateur quoi qu’il arrive. En fin de compte, il s’agit de faire de la science, et non de récupérer la chaleur.»
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Visitez le supercalculateur Jean-Zay dans le podcast Spotlight on France, épisode 127, lien ici.
