Météo France multiplie par cinq sa puissance de calcul

Pas moins de six semi-remorques vont être nécessaires pour livrer le nouveau supercalculateur de Météo France. L'ordinateur vectoriel NEC SX-8 va multiplier par cinq la puissance de calcul du centre de prévisions météorologiques.

Vingt tonnes, 110 m² au sol, 440 kVA de consommation pour une puissance qui atteindra, en 2007, les 9 Tflops : le supercalculateur NEC SX-8 va multiplier par cinq la puissance de calcul de Météo France. Un surplus de puissance que les météorologues vont mettre à profit pour rendre opérationnel un nouveau modèle local (Arome) dont le maillage sera de 2,5 km seulement, en plus du modèle global actuel (Arpège) avec un maillage de 40 km. Ce modèle n'est que l'un de ceux qui seront exécutés sur le supercalculateur. Les applications opérationnelles ne disposent que de deux heures de temps machine pour s'exécuter, et cela quatre fois par jour, pour délivrer les bulletins de prévisions. Le choix du NEC SX-8 a eu lieu après une longue série d'évaluations menées depuis janvier 2005. Les modèles de Météo France eux-mêmes ont servi de base aux tests comparatifs, les supercalculateurs proposés devant accélérer leur temps de traitement d'un facteur 4 au minimum pour 2007, et 8 pour 2009.Sept constructeurs ont remis un dossier. Trois ont participé aux évaluations jusqu'à leur terme : IBM, NEC et SGI. ' On a choisi l'offre la mieux-disante en termes de performances, de système d'exploitation, d'outils délivrés et d'assistance, précise Jean-François Estrade, de Météo France. Notre banc d'essai a été extrêmement structurant pour les constructeurs. Au final, la proposition de NEC s'est montrée au-dessus du lot. ' Lorsqu'il sera totalement déployé en première phase, c'est-à-dire à l'horizon 2007, le supercalculateur de Météo France sera constitué de trente-deux n?"uds, chacun d'eux comportant huit processeurs vectoriels (d'une puissance de 35 Gflops chacun), soit un total de 256 processeurs cadencés à 2 GHz.

Un débit étonnant

Les communications entre processeurs et mémoire s'effectuent au débit ahurissant de 512 Go/s. Pour leur part, les n?"uds sont interconnectés à 16 Go/s en bidirectionnel, soit 32 Go/s. Outre les baies de stockage, indépendantes du calculateur, le SX-8 dispose de 52 To de capacité de stockage interne, via le système GFS qui met en ?"uvre des équipements de type fibre channel. Toutes les manipulations se font à travers deux serveurs NEC TX-7 de seize processeurs scalaires chacun, via la centaine de ports Ethernet disponibles. Côté applications, ce sont essentiellement des programmes Fortran et C que le supercalculateur va devoir exécuter pour Météo France et ses partenaires. Trois ingénieurs de NEC assistent l'établissement public dans le portage des deux millions de lignes des modèles comme Arpège aux spécificités du SX-8. ' Nos modèles sont portables. Ils sont aussi bien utilisés sur des calculateurs vectoriels que sur des machines scalaires, note Jean-François Estrade. Mais une grande partie de la performance des programmes est liée à la bonne utilisation du cache ou du registre. De plus, nos modèles sont très sensibles aux calculs. Il s'agit de ne pas trop pousser l'optimisation par les directives de compilation, afin qu'il n'y ait pas d'impact sur les données calculées. 'En 2009, le supercalculateur se verra renforcé d'un calculateur SX de nouvelle génération. La puissance de calcul actuelle sera alors multipliée par... vingt et un !

Ils ont dit... : Philippe Gire (NEC France) : ' les processeurs vectoriels, les mieux adaptés aux calculs '

Les applications de météorologie et climatologie sont très friandes des architectures vectorielles, bien plus que des architectures scalaires de type Intel, AMD ou IBM. Ces algorithmes vectoriels exploitent particulièrement bien le parallélisme interne de nos processeurs, qui délivrent seize résultats par cycle. Dès lors que l'on travaille sur d'énormes quantités de données, les processeurs scalaires exploitent très mal leur mémoire cache. Or le temps d'accès aux données en mémoire traditionnelle est supérieur d'un facteur 10 à 50. Nos circuits d'accès à la mémoire sont de type pipeline afin d'accroître la fréquence d'accès à la mémoire, et l'architecture matricielle (crossbar) permet aux huit processeurs d'un n?"ud d'accéder à l'ensemble de la mémoire de manière non bloquante.