EDF gagne en puissance et prépare l'avenir grâce à un supercalculateur

L'énergéticien se dote d'une nouvelle infrastructure de calcul intensif

D'ici à 2012, la principale source d'innovation d'EDF tiendra sur un court de tennis. C'est en effet la surface qu'occupera à terme Ivanhoé, le supercalculateur que le fournisseur d'énergie met sur pied. Une première portion a déjà été inaugurée en octobre dernier. Pourquoi ? “ Le calcul intensif devient stratégique pour nous, explique Jean-François Hamelin, DSI d'EDF R&D. Grâce à lui, nous relevons des défis de plus en plus complexes liés à l'énergie de demain. ” Les challenges sont nombreux. A commencer par la gestion des réseaux électriques. “ A l'avenir, les consommateurs deviendront aussi des producteurs. Au lieu de nous appuyer sur une dizaine de grosses centrales, nous compterons sur une multitude de petits sites de production, auxquels se rajouteront des millions de compteurs intelligents. Tous ces systèmes interagiront entre eux. Seul le calcul intensif permet de simuler ces interactions et d'en prévoir les conséquences ”, souligne le DSI.

Des problèmes complexes

Basé sur la technologie Idataplex d'IBM, Ivanhoé est un cluster de 1 400 serveurs Intel x86. Avec une puissance de calcul de 168 téraflops, cette machine est classée en 37e position au classement TOP500 des supercalculateurs de la planète. Mais au niveau des seuls acteurs industriels, EDF dispose déjà de la plus grande puissance de calcul. En 2011, 400 téraflops supplémentaires s'ajouteront, avec l'achat de deux racks Blue Gene Q, une technologie signée IBM, mais s'appuyant cette fois sur des processeurs PowerPC. La barre du pétaflops devrait être franchie en 2012.Dans le cadre de la recherche sur les matériaux, Ivanhoé aide à effectuer des simulations à l'échelle atomique, que ce soit pour perfectionner le rendement des cellules photovoltaïques ou pour prévoir les phénomènes de vieillissement d'infrastructure. Le supercalculateur intervient également dans la conception globale des nouveaux réacteurs nucléaires, pour laquelle les simulations sont faites au millimètre près. “ Mais lancer un gros calcul pour gagner en précision n'est pas le seul intérêt des supercalculateurs. Grâce à eux, nous réalisons aussi beaucoup de variantes d'un même calcul et résolvons des problèmes par exploration numérique et paramétrique ”, détaille Jean-François Hamelin. Deux tiers de ces calculs répondent à des commandes effectuées par les directeurs métier d'EDF et sont donc liées à des problèmes concrets. Le tiers restant concerne des projets de recherche pure. Toutefois, la maîtrise des techniques liées au calcul intensif n'est pas évidente. “ C'est un métier nouveau ”, concède le DSI. Il faut être capable d'accueillir des machines qui nécessitent beaucoup plus de puissance et de refroidissement, ainsi que des compétences plus spécialisées au niveau de l'exploitation. Par ailleurs, les résultats des calculs intensifs sont de l'ordre du pétaoctet. Pour pouvoir y accéder et les lire, il faut redimensionner les réseaux, en utilisant des liens 10 Gbit/s.Le choix des technologies a aussi son importance. Si EDF adopte l'infrastructure Blue Gene Q d'IBM, c'est principalement pour des raisons de coûts. “ Les processeurs PowerPC consomment beaucoup moins que les processeurs Intel. Pour 200 téraflops, Idataplex nécessite une puissance de fonctionnement de 510 kilowatts contre 80 pour Blue Gene Q ”, indique Lionel Nouzarede, responsable du compte EDF chez IBM.

Avec l'aide du CEA, de l'Inria et d'IBM

La programmation reste la partie la plus problématique. Car pour bien exploiter un supercalculateur, le code de calcul adapté est nécessaire. Ces codes doivent donc évoluer en même temps que les machines, pour tirer profit, par exemple, d'un plus grand parallélisme entre processeurs. Dans le calcul intensif, “ le goulet d'étranglement, c'est la transformation des codes ”, ajoute Jean-François Hamelin.Seul, EDF ne peut pas résoudre les difficultés liées au logiciel. Le fournisseur a donc noué des partenariats de recherche et développement avec IBM, son fournisseur, mais aussi avec l'Inria et le CEA, pour constituer des équipes pluridisciplinaires ? physiciens, numériciens, informaticiens, etc. ? capables d'envisager une problématique dans son ensemble.