Les supercalculateurs sortent de l’ombre

Cachés dans les entrailles des universités, les supercalculateurs vrombissent 24 heures sur 24. Dans des salles sans fenêtre à atmosphère contrôlée, des tours de centaines de processeurs informatiques recréent tantôt la mécanique intime des atomes, tantôt le climat de la planète.

Les scientifiques y font des files virtuelles pour y simuler l’atmosphère d’une étoile éloignée, le fonctionnement d’un organe, les horaires optimaux d’autobus ou encore pour tenter de prédire la prochaine crise financière. Ces monstres de calculs sont devenus un outil de travail essentiel à presque toutes les disciplines scientifiques pour jongler avec les quantités astronomiques de données et développer des modèles de plus en plus raffinés.

Cette semaine, le HPCS, le Symposium de calcul de haute performance, célèbre sa 25e édition à l’UQÀM à Montréal. Il réunit près de 50 conférenciers internationaux et 250 participants, provenant d’une vingtaine d’industries mais également des chercheurs, du personnel technique et des étudiants.

Cette année, la conférence s’est intéressée à la science médicale: «Les supercalculateurs servent depuis longtemps aux sciences fondamentales et au génie, mais — les gens ne le savent pas toujours — de plus en plus, aux sciences médicales, autant pour étudier les protéines, que pour simuler des traitements ou étudier les séquences d’ADN», souligne Normand Mousseau, coorganisateur de l’événement et professeur titulaire au département de physique de l’Université de Montréal.

Bruce Attfield et Andrew Pollard, deux pionniers du calcul de haute performance au Canada, devaient y faire une rétrospective sur l’histoire nationale des supercalculateurs. Venu tout droit de l’Académie des sciences en Chine, Li Jinghai devait partager son expertise sur les algorithmes de pointe. Et lors de la dernière journée de l’événement, Jonathan Schaeffer de l’Université d’Alberta portera le regard vers le futur et les prochains défis à relever au pays.

Et même si la science médicale est à l’honneur, tout dompteur de supercalculateurs y trouvera son compte: «Des techniques de simulation utilisées pour résoudre un problème en science médicale peuvent très bien servir dans plusieurs disciplines, en chimie, en économie ou ailleurs», explique Normand Mousseau.

Bien plus que des supercalculettes, les supercalculateurs ne viennent pas avec un manuel d’instruction. Et aucune recette simple n’existe pour résoudre à tout coup tout problème scientifique. À chaque nouveau problème, les scientifiques doivent rivaliser d’ingéniosité et créer des algorithmes ultra efficaces.

Ce qui cause le plus de cheveux gris aux utilisateurs de supercalculateurs: la parallélisation. «Depuis quelques années, la performance des processeurs augmente peu. Alors pour assembler des supercalculateurs plus puissants, il faut multiplier le nombre de processeurs qui travaillent ensemble», résume Normand Mousseau.

«On peut s’attendre à ce qu’à l’avenir, les prochaines générations de supercalculateurs comportent des millions de cœurs! On se dirige vers un véritable problème, parce que nous ne sommes pas capables de diviser un problème en autant de morceaux. La plupart des programmes sont construits sur le carcan des façons de penser qui datent de plus de cinquante ans. Donc, le défi de revoir les algorithmes est immense. Il faudra mettre tout ça à la poubelle et recommencer à zéro.»

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