cenaero hpc, avantages et risques pour les outils de simulation
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Dr Philippe GeuzaineDirecteur Général
Contact: [email protected]
La simulation numérique et le calcul intensif au service de l’innovation
ICT meets Skywin – 27 avril 2015
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Besoin d'innovation chez les entreprises wallonnes
• Innovation pour améliorer leur productivité, la qualité de leurs produits ou services et l'efficacité de leurs procédés industriels
• Innovation pour diminuer l'effet de la concurrence par le prix via d'autres facteurs de différenciation
• Simulation numérique + calcul intensif (HPC) = facteur majeur pour renforcer la capacité à innover
• Analyse partagée par les pôles Biowin, Mecatechet Skywin ainsi que Agoria
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Que permet la simulation numérique?
• Accélérer les cycles de conception et limiter drastiquement le nombre de prototypes avant d'aboutir au produit final
• Remplacer les expériences auxquelles on ne veut pas/plus recourir (e.g. science du vivant)
• Secteurs visés– Automobile, aéronautique, énergie, santé, chimie,
télécommunications, biotechnologies, multimédia, agroalimentaire, environnement, …, Big Data
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Que permet le calcul intensif?
• Accéder à une compréhension toujours plus riche des problèmes étudiés et ainsi ouvrir des perspectives dans de nouvelles applications multipliant ses débouchés
• Réduire au maximum le temps d'exécution d'une simulation pour une complexité donnée
• Tester et comparer très rapidement un grand nombre de solutions en utilisant le même programme mais faisant s'exécuter en parallèle de multiples instances de celui-ci avec des paramètres différents, notamment à des fins d'optimisation
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Contexte du calcul intensif
• Européen– PRACE (Partnership for Advanced Computing in
Europe)• Provides top 10 supercomputers for European research (scientific
excellence); 25 member countries with 4 hosting countries
– ETP4HPC (European Technology Platform for HPC)• Industry-led forum founded by stakeholders of HPC technology
• Belge– Membre de PRACE depuis octobre 2012
– Concertation nationale
– DGO6 en charge du suivi
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Approche par niveaux
• Essentielle pour l'efficacité– Niveaux inférieurs pour éprouver les techniques
– Les niveaux supérieurs tirent vers des plus grandes échelles
• Tier-2 existent en Wallonie– Principalement dans les universités
• Tier-1 wallon– Opéré par Cenaero
– 11500 processeurs
– Localisé sur l’Aéropôle
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Tier-1 wallon
• Permet aux chercheurs de démontrer la faisabilité de leurs projets pour accéder au Tier-0
• Amener plus d'entreprises wallonnes (y compris PME) vers le calcul intensif
• Information via tier1.cenaero.be
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Accès au Tier-1 wallon
• Projets classés en 4 catégories– Projets de recherche académique
• Gérés exclusivement par le CÉCI
– Projets de recherche appliquée• Gérés par le CÉCI (demandes universitaires) et par Cenaero
(autres demandes)
• Coût de 0,4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé
– Projets de prestations intellectuelles à des fins commerciales
• Gérés par le CÉCI (demandes universitaires) et par Cenaero(autres demandes)
• Coût de 4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé
– Utilisation par des entreprises à des fins commerciales• Gérés exclusivement par Cenaero.
• Coût de 4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé
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Exemple de recherchecollaborative sur Tier-1
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Centre de recherche agréé Cenaero
• Aéronautique, énergie et bâtiment, biomédical
• Soutien aux entreprises wallonnes (GE et PME)
• Rayonnement international (GE)
• 61 personnes (50% avec thèse de doctorat)
• Voisin de « Brussels South Charleroi Airport»
ICT meets Skywin – 27 avril 2015 © 2015 Cenaero – All rights reserved
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Notre ADN de Centre de Recherche
• Développement de méthodes et méthodologies de simulation/conception sur une large plage de TRL en lien directe avec le besoin industriel
• Approche « couteau suisse » pour les outils– Logiciels commerciaux et libres
– Logiciels recherche Cenaero dans des niches• Argo, pour la mécanique des fluides
• Minamo, pour la conception et optimisation multidisciplinaire
• Morfeo, pour la simulation des procédés de fabrication et l’analyse du comportement en service et durée de vie
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Logiciel pour la conception robuste de caloducs à rainure
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Caractérisation et optimisation aéro-mécanique du BLUM®
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Optimisation de pièces composites
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- 9% on weight
-11% on total cost
-16% on material cost
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Partenariat de distribution du plug-in Morfeo/Crack pour SAMCEF
© 2013 Cenaero – All rights reservedDélégation PW 27 juin 2013
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Compréhension du fonctionnement et dimensionnement d’une ligne de production de fibre de basalte
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Aérodynamique avancée
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Optimisation multi-disciplinaire
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Optimisation multi-régimes des performances d’un diffuseur
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Objectif du portefeuille CASCADE
• Atouts régionaux en simulation et calcul intensif– Équipes de recherche dans des domaines variés
– Centres de recherche CETIC et Cenaero
– Axe 6 « modélisation et simulation » du pôle Skywin
• Infrastructures– Supercalculateur Tier-1 opéré par Cenaero
– Coordination des Tier-2 par le CÉCI
• Trop peu d'acteurs industriels en bénéficient
Développer le calcul intensif à l'usage du plus grand nombre en Wallonie pour contribuer au développement de la compétitivité régionale
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Comment répondre à cet objectif ?
• Portefeuille structuré autour de 4 thèmes
• Dynamique « demand pull » pour 2 thèmes proches du besoin industriel et visant l'accompagnement concret de futurs utilisateurs industriels du calcul intensif
• Dynamique « technology push » et « demandpull » pour 2 thèmes proches de la recherche et cherchant à choisir et développer, notamment via des logiciels libres, les technologies adaptées aux besoins du portefeuille
• Investissement en équipements de pointe pour garantir la continuité de l'existant obsolète et être aligné avec les actions du portefeuille
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Thèmes plus orientés « technology push »
• Applications accessibles pour tous– Mettre en œuvre des moyens facilitant l'utilisation du
calcul intensif (connexions haut-débit, Web 2.0, compression graphique... )
– Pilotage à distance
– Interface simple
– Déploiement sur infrastructures HPC
• HPC basse énergie– Faire bénéficier les applications des architectures de
pointes (many-core, GPU, ARM massivement parallèles, FLOP/J >>)
– Analyse de cas d'étude
– Clusters basse énergie
– Analyse et modélisation des coûts d'exécution
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Thèmes plus orientés « demand pull »
• Ateliers HPC– Démonstrateur → étude de la pertinence économique
pour un(e famille de) produit(s) ou service(s)
– Collaboration étroite entre entreprises et chercheurs compétents en calcul intensif sur période courte
– 4 ateliers par an → success stories
• Valorisation– Donner de la visibilité à l'intérêt économique du
calcul intensif et rendre celui-ci plus compréhensible
– Business development
– Formation
– Visibilité et communication
– Accompagnement industriel
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