Twee miljard boeken lezen in één seconde, dat is de performantie waarover de supercomputer CURIE, ontworpen door Bull voor GENCI, die ter beschikking wordt gesteld voor wetenschappelijk onderzoek in Frankrijk en Europa, in staat is.

In de voorbije twintig jaar zijn supercomputers onmisbaar geworden om complexe fenomenen, waarvoor het traditionele experimentele onderzoek ontoereikend is, steeds nauwkeuriger te modelleren en te simuleren. Naarmate de performantie en de capaciteit van de supercomputers toeneemt, worden de modellen en de simulaties ook nauwkeuriger en realistischer.

CURIE kan tot twee miljoen miljard bewerkingen uitvoeren per seconde (2 petaflops/s) en bestaat uit meer dan 92000 rekenkernen, gekoppeld aan een systeem dat het equivalent van 7600 jaar MP3-bestanden (15 petabyte) kan opslaan met een snelheid van 250 GB per seconde, 100 000 keer sneller dan een ultra-breedband ADSL-verbinding.

“Met zijn evenwichtige architectuur, die uniek is in Europa en een enorme rekenkracht combineert met een zeer grote capaciteit voor gegevensverwerking, stelt CURIE de Franse en Europese onderzoekers de middelen ter beschikking om de grootste wetenschappelijke uitdagingen aan te gaan in domeinen zoals klimatologie, life sciences en astrofysica,” benadrukt Catherine Rivière, CEO van GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif), de overheidsinstelling die het beleid voor supercomputers coördineert in Frankrijk.

Ondersteuning van de Europese concurrentiekracht

“Het ontwerp van CURIE is een bewijs van de knowhow van de Franse Bull-ingenieurs op het gebied van extreme computing. Het kadert in een vruchtbare samenwerking waarbij Europese experten in alle domeinen – van de ingenieurs die supercomputers ontwerpen tot de wetenschappers die ze gebruiken – de handen in elkaar slaan om de meeste geavanceerde oplossingen in dit domein te ontwikkelen. Het doel is de innovatie en de technologische concurrentiekracht in Europa te verhogen, onze belangrijkste troeven om de wereldwijde concurrentie het hoofd te bieden en het scheppen van hoogwaardige banen in Europa te bevorderen,” zegt Philippe Vannier, CEO van Bull.

“Dankzij de knowhow van de teams van Bull en de steun van het Franse atoomagentschap CEA, dat CURIE heeft ondergebracht en exploiteert in zijn Très Grand Centre de Calcul (TGCC) in Bruyères-le-Châtel, konden we de roadmap die we vier jaar geleden hebben opgesteld binnen de afgesproken termijn uitvoeren,” vervolgt Catherine Rivière. GENCI investeerde 100 miljoen euro over vijf jaar in het project en dat stelt Frankrijk in staat om zijn verbintenissen tegenover de Europese onderzoeksinfrastructuur PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), die het mee heeft opgericht, na te komen. Momenteel werken er 24 landen mee aan PRACE, dat geleidelijk een gedistribueerde en pan-Europese infrastructuur installeert die bestaat uit vier rekencentra, uitgerust met supercomputers met een vermogen van minstens 1 petaflop/s, waaronder CURIE in het TGCC.

CURIE werd in twee fasen geïmplementeerd tussen einde 2010 en einde 2011. De supercomputer is nu volledig geïnstalleerd en de configuratie werd getest vooraleer de supercomputer op 1 maart 2012 volledig wordt opengesteld voor de Europese wetenschappers. In deze laatste testfase wordt de goede werking van de supercomputer gecontroleerd door grootschalige simulaties uit te voeren waarbij vrijwel alle componenten worden gebruikt. Deze zogenoemd ‘Grands Challenges’ fase laat de onderzoekers toe om belangrijke wetenschappelijke vorderingen te maken.

Grootschalige simulaties

Dat was bijvoorbeeld het geval in december vorig jaar met het onderzoek van het team van Michel Caffarel, van het laboratorium voor kwantumchemie en –fysica (CNRS/Universiteit Paul Sabatier van Toulouse). Om meer inzicht te krijgen in de chemische processen die neurodegeneratie veroorzaken, meer bepaald de ziekte van Alzheimer die wereldwijd meer dan 20 miljoen mensen treft, wilden de onderzoekers het gedrag van bepaalde metaalionen onderzoeken die een belangrijke rol spelen in deze processen.

De simulaties waarbij ze gebruik maakten van bijna alle rekenkernen van CURIE met de software QMC=Chem, bleken veel nauwkeuriger dan de simulaties die ze met de klassieke methoden hadden ontwikkeld.

“Met de rekenkracht van CURIE kunnen we nu de nauwkeurigheid bereiken die noodzakelijk is voor het onderzoek naar de elementaire chemische processen in de complexe moleculaire systemen van levende organismen,” zegt Michel Caffarel tevreden. “Als we dit domein kunnen onderzoeken, kunnen we de mechanismen begrijpen, de belangrijke factoren ervan bepalen en eventueel nieuwe behandelingsmogelijkheden voorstellen,” voegt hij hieraan toe.

Er staan nog andere ‘Grand Challenges’ op stapel voor CURIE. In astrofysica bijvoorbeeld, werkt het team van het Observatoire de Paris aan een wereldpremière: de evolutie van het heelal onder invloed van de donkere materie begrijpen, van de Big Bang tot vandaag. Deze simulatie zal 10 keer realistischer zijn dan de simulaties die nu in de Verenigde Staten en in Zuid-Korea worden uitgevoerd.

Ook andere teams verwachten veel van CURIE, zoals het team van het CEA dat aan kernfusie werkt en in de toekomst het ITER-prototype wil bouwen (International Thermonuclear Experimental Reactor), de teams van CORIA en CERFACS, die het verbrandingsproces in turbines en zuigermotoren willen optimaliseren en tot slot de teams van het  IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) die multilevel-klimaatmodellen willen creëren voor het onderzoek naar cyclonen in de Indische Oceaan.