Bienvenue à l’Unité de Calcul Intensif IBN BAJA de l'USTO-MB

La Direction Générale de la Recherche Scientifique et du Développement Technologique (DGRSDT) et Le Ministère de l’Enseignement Supérieure et la Recherche Scientifique (MESRS), ont mis à la disposition des chercheurs de l'Université des Sciences et de Technologie d'Oran (USTO-MB), un cluster leur permettant d’effectuer le calcul haute performance (High Performance Computing). Le supercalculateur IBM constitué de 32 noeuds de calculs et de 568 cores développe une puissance de calcul d'environ 9TFLOPS. Il est sous la responsabilité du plateau technique de calcul intensif IBN BAJA inauguré officiellement le 02 juin 2015.




Présentation du cluster.

L'ordinateur permettant de faire un calcul intensif est dit supercalculateur. Un supercalculateur (ou superordinateur) est un ordinateur conçu pour atteindre les plus hautes performances possibles avec les technologies connues lors de sa conception, en particulier en termes de vitesse de calcul. La science des superordinateurs est appelée « calcul à haute performance » L'unité de mesure de performance des calculateurs est le FLOPS (floating point Operations Per Second) en double précision ou en simple précision. On parle de cluster pour désigner des technique consistant à regrouper plusieurs processeurs indépendants appelés noeuds(node en anglais), afin de permettre une gestion globale et de dépasser les limitations d'un ordinateur pour:

  • Augmenter la disponibilité.
  • faciliter la montée en charge.
  • permettre une répartition de la charge.
  • faciliter la gestion des ressources (processeur, mémoire vive, disques dur, bande passante réseau).



Différents domaines d'application d'un SuperOrdinateur.

Les superordinateurs sont de plus en plus importants dans la communauté scientifique, où les besoins en calculs à haute performance (HPC) sont toujours croissants, utilisés pour toutes les tâches qui nécessitent une très forte puissance de calcul comme les prévisions météorologiques, l’étude du climat, la modélisation moléculaire (calcul des structures et propriétés de composés chimiques, etc), les simulations physiques (simulations aérodynamiques, calculs de résistance des matériaux), la cryptoanalyse, les simulations en finance et en risque (Calcul stochastique), ainsi qu'en imagerie numérique notamment pour les images de synthèse au travers des calculs de rendus. En résumé:

  • Science(Climatologie, Astrophysique)
  • Ingénierie du risque(Simulation de crash,Tremblement de terre)
  • Economie(Marché financier)
  • Sécurité(Cryptographie)


Définition de High Performance Computing.

La démocratisation des grappes de calcul (clusters) est née des projets NOW et Beowulf au début des années 1990. Ils ont proposé d’assembler des dizaines de stations de travail normales en grandes plates-formes de calcul. Cette idée présente l’avantage indéniable d’utiliser des technologies traditionnelles et donc un coût de revient très intéressant. Cependant, les réseaux traditionnels qui reliaient alors ces machines ont rapidement fait l’objet de nombreux travaux de recherche afin de réduire l’impact de ces communications externes sur la puissance globale du système. De nombreuses innovations, matérielles et logicielles, ont depuis été proposées pour ce contexte très particulier où le standard de communication MPI est roi. La Direction de la Recherche souhaitent favoriser l'accès des chercheurs et étudiants au calcul haute performance, en les inssitant à monter un projet de RDI (recherche-développement-innovation) à même d'accroître leur compétitivité et de favoriser leur croissance.les chercheurs et les ingénieurs peuvent ainsi résoudre des problèmes scientifiques, commerciaux et d'ingénierie complexes en utilisant des applications demandant:

  • une bande passante élevée
  • une faible latence du réseau
  • des capacités de calcul très élevées.

En effet, si le HPC reste aujourd'hui essentiellement utilisé par des grands groupes, ce champ reste largement à explorer dans de nombreux domaines d'applications. Cela suppose à la fois de sensibiliser les utilisateurs et de les accompagner, de manière personnalisée, pour garantir leur accès au HPC.

Le calcul à haute performance permet de répondre à un besoin concret, de faire plus de calcul plus rapidement (d'une manière exponentielle), il aide a résoudre des problèmes qui sont trop complexes à différentes échelles telle que:

  • Le coût (si l'expérience demander de grande dépenses il est préférable d'utiliser des simulation que de faire des expériences réelles).
  • Dangers de l'expérience (test de fiabilité d'une voiture et de sa résistance, test de crash d'avion).

il est utilisé aussi quand on ne peut pas faire autrement comme quand on étudie l'inffiniment petit(les molécules) ou l'infiniment grand(les planètes, les étoiles, les constélations), pour être compétitif en réalisant les meilleurs(nouveaux) produits avant les autres, réduire les coûts de conception (prototypes virtuels) et réduire les phases de tests réels(plus vite sur le marché).


Parallélisme:

Pour faire du HPC il faut avant tout savoir que veut dire parallélisme, En informatique, le parallélisme consiste à implémenter des architectures permettant de traiter des informations de manière simultanée, ainsi que les algorithmes spécialisés pour celles-ci. Ces techniques ont pour but de réaliser le plus grand nombre d'opérations en un temps le plus petit possible.

Pour simplifier un programme, on a des parties indépendantes qui utilisent des ressources différentes dans ce cas on peut les exécuter en même temps par exemple la fonction A utilise la ressource X pendant un temps et on a la fonction B qui utilise la ressource Y dans ce cas on a deux manières de procéder, sois en séquentiels on commence par la fonction A et quand l'exécution termine on passe à la fonction B ou bien on fait les deux fonctions en même temps ce qu'on appelle programmation parallèles.

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