La semaine dernière, les membres du projet CoE RAISE, financé par l'Union européenne, se sont retrouvés au CERN pour une réunion publique. Ce projet innovant développe des approches reposant sur l'intelligence artificielle pour les futurs supercalculateurs exaflopiques (exascale supercomputers), qui seront utilisés tant pour la science que pour l'industrie. Parmi les cas d'utilisation étudiés par le projet, on peut citer l'optimisation de l'agencement des parcs éoliens, la conception d'avions efficients, l'amélioration de l'ingénierie du son ou encore l’apport de la télédétection à l'imagerie sismique, etc.
CoE RAISE – European Center of Excellence in Exascale Computing “Research on AI- and Simulation-Based Engineering at Exascale (Centre d'excellence européen pour le calcul exaflopique « Recherche sur l'ingénierie basée sur l'intelligence artificielle et la simulation au niveau exaflopique ») est financé dans le cadre du programme européen pour la recherche et l'innovation Horizon 2020. Le projet, lancé en 2021, durera trois ans.
Cinquante-quatre membres du projet ont participé à la conférence de quatre jours, qui s'est tenue dans la Salle du Conseil du CERN. Les participants ont discuté de l'état d'avancement de leurs travaux visant à développer en Europe des technologies d'intelligence artificielle pour des applications complexes pouvant être exécutées sur de futurs systèmes de calcul haute performance (HPC) exaflopiques. Le terme « exaflopique » fait référence aux ordinateurs à haute performance de nouvelle génération capables d'effectuer plus de 1018 opérations en virgule flottante par seconde (FLOPS). Aujourd'hui, seul le supercalculateur Frontier du laboratoire national d'Oak Ridge, aux États-Unis, a atteint ce niveau de calcul. Toutefois, alors que de nouveaux systèmes HPC exaflopiques se profilent à l'horizon, il importe de s'assurer que les approches d'intelligence artificielle, tant pour la science que pour l'industrie, sont prêtes à tirer pleinement parti de cet énorme potentiel. En juin, l'entreprise commune européenne pour le calcul à haute performance (EuroHPC JU) a annoncé que le centre de recherche de Jülich (Forschungszentrum Jülich GmbH), en Allemagne, a été sélectionné pour héberger et exploiter le premier supercalculateur exaflopique d'Europe ; baptisé JUPITER (Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research), il devrait être opérationnel l'année prochaine.
CoE RAISE développe des méthodes d'intelligence artificielle innovantes sur des architectures HPC hétérogènes utilisant plusieurs types de processeurs. De telles architectures peuvent offrir de meilleures performances et une meilleure efficacité énergétique, mais le code doit être adapté afin de tirer pleinement parti des différents types de processeurs. Les méthodes d'intelligence artificielle en cours de développement sont axées sur neuf cas d'utilisation et sont conçues pour s'exécuter sans problème sur des systèmes HPC exaflopiques.
Le projet CoE RAISE soutient le transfert de technologies vers l'industrie, notamment les petites et moyennes entreprises, et mène des initiatives en matière d'éducation et de formation. Il propose également des services de conseils et collabore avec d'autres projets européens dans l’objectif de maximiser les synergies, d'exploiter les possibilités de conception conjointe et de partager les connaissances. Au cours de ces quatre jours au CERN, tous les aspects des travaux menés dans le cadre du projet ont été abordés.
Le CERN est également associé au projet et contribue à l'un des cas d'utilisation. Ce travail est axé sur l'amélioration des méthodes de reconstitution des collisions de particules auprès du Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité (HL-LHC), qui devrait être mis en service en 2029. Il est attendu que le nombre de collisions de particules au HL-LHC augmente de façon exponentielle, produisant des exaoctets de données chaque année, ce qui représente un défi informatique sans précédent. Aujourd'hui, pour reconstituer les collision de particules (avec des ensembles de données de l'ordre des téraoctets ou des pétaoctets), des centaines d'algorithmes différents sont exécutés simultanément : certains sont des algorithmes traditionnels optimisés pour des configurations matérielles particulières, tandis que d'autres incluent déjà des méthodes basées sur l'intelligence artificielle, comme les réseaux neuronaux profonds. L'équipe du CERN responsable du projet s'efforce d'accroître la modularité des systèmes et veille à optimiser le code pour pouvoir exploiter pleinement les architectures hétérogènes ; elle s'efforce aussi d'utiliser davantage l'apprentissage automatique et d'autres méthodes d'intelligence artificielle pour reconstituer les collisions et classifier les particules.
« Les supercalculateurs atteignent le niveau exaflopique et sont capables de fournir des ressources de traitement d'une ampleur sans précédent pour les flux de travail du calcul haute performance et de l'intelligence artificielle, souligne Maria Girone, responsable technique de CERN openlab, qui dirige la contribution du CERN au projet. Les travaux de recherche menés dans le cadre du projet CoE RAISE conduiront à concevoir conjointement des ressources de calcul haute performance pour les futures applications d'intelligence artificielle et de calcul haute performance, tant pour la science que pour l'industrie. Cette conférence nous a permis d'échanger et de développer des idées, ainsi que de proposer de nouvelles approches. Elle a également donné aux chercheurs dans d'autres domaines un aperçu unique de l'environnement et des défis auxquels le CERN est confronté, stimulant les échanges mutuels et la compréhension des besoins des uns et des autres. »