L'infrastructure de calcul à haute performance du Centre suisse de calcul scientifique (CSCS) au Tessin est exploitée de manière durable comme laboratoire ouvert aux utilisateurs (User Lab). Par l’intermédiaire du CSCS, l'ETH Zurich poursuit ainsi la stratégie nationale pour le calcul à haute performance et sa mise en réseau (stratégie HPCN) menée par le Conseil des EPF sur mandat de la Confédération.

Implant osseux utilisé en cas d’ostéoporose. L’actuel superordinateur du CSCS simule les contraintes mécaniques exercées par un implant sur le tissu osseux et fournit des connaissances qui servent à la conception de nouveaux modèles. (Illustration: Institut de biomécanique de l’ETH Zurich)

Le calcul à haute performance (High Performance Computing, HPC) est une technologie-clé pour la science et l’économie. Il complète les travaux théoriques et expérimentaux, tout en permettant aux chercheurs d'aborder des questions complexes sous un angle nouveau. Sur mandat de la Confédération, le Conseil des EPF a défini en 2007 la stratégie HPCN pour la Suisse. Sur décision du Conseil fédéral et du Parlement, les deux premières phases (2009–2012, 2013–2016) ont fait l'objet d'un financement important de 172,5 mio CHF en tout. La stratégie HPCN se trouve déjà dans sa troisième phase, qui couvre la période 2017–2020.

Troisième phase (2017–2020): préparation à l'ère de l'exascale

Le CSCS et la Suisse se préparent à entrer d'ici à 2020 dans l'ère de l'exascale. Les calculateurs de classe exascale pourront un jour effectuer des milliards de milliards d'opérations par seconde. La troisième phase (2017-2020) de la stratégie HPCN sera donc principalement consacrée au développement de codes et à leur optimisation, de manière à ce que l'architecture des calculateurs puisse à l'avenir être encore mieux exploitée tout en restant efficace sur le plan énergétique. 12 mio CHF sont à disposition pour cette étape, et 80 mio CHF sont prévus pour la prochaine génération de matériel informatique.

Réalisation des deux premières phases

Au cours des deux premières phases de la stratégie HPCN et sous la supervision de l'ETH Zurich, le CSCS a mis sur pied une infrastructure permettant aux scientifiques de mener des recherches extrêmement poussées en Suisse au moyen de simulations informatiques. Etant donné que la puissance de calcul et l'efficacité énergétique des supercalculateurs s’améliorent de manière continue et exponentielle grâce aux progrès technologiques, les infrastructures existantes de calcul à haute performance ont toujours dû faire l'objet d'adaptations et de mises à niveau/rénovations régulières. Concernant le User Lab, ces ajustements génèrent des coûts d'investissement annuels de près de 20 mio CHF. L’ETH Zurich investit chaque année un montant identique dans les coûts d’exploitation.

Afin de mettre en œuvre l'architecture de calculateur la plus efficace du point de vue des coûts et des besoins énergétiques, des investissements ont été consentis dès le début pour renouveler les codes d'utilisateurs. Jusqu’à présent, 3 mio CHF ont été mobilisés chaque année dans ce but, et ce montant a été doublé par les groupes de chercheurs impliqués. Ces projets ont tout d’abord été réalisés dans le cadre de la Swiss Platform for High-Performance and High-Productivity Computing, HP2C. Durant l'été 2013, HP2C a été remplacée par la Platform for Advanced Scientific Computing (PASC) dans le cadre de laquelle le CSCS travaille étroitement avec des producteurs de matériel informatique, des chercheurs, des développeurs de logiciels d'application, des mathématiciens et des informaticiens. HP2C et PASC n'ont pas seulement donné lieu à une conférence annuelle, qui réunit quelque 400 participants et fait à présent parler d'elle en dehors d'Europe; elles ont avant tout permis de créer un réseau de coopérations qui s’étend au-delà des frontières helvétiques.

Un réseau international

La Suisse, au travers du CSCS, s’est fait sa place sur la scène internationale du calcul à haute performance avec la stratégie HPCN. Le CSCS est membre de l'association européenne PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) depuis 2007 et hosting member depuis 2016 avec son supercalculateur «Piz Daint», qui atteint un pic de puissance supérieur à 25 pétaflops (état au printemps 2017). La participation à PRACE permet entre autres aux chercheurs suisses d'accéder à divers systèmes européens, mais également aux chercheurs européens de se servir du supercalculateur «Piz Daint».