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Une grille de calcul planétaire pour le LHC

Industrie et  Technologies
Afin de traiter les 15 millions de Gigaoctets de données générés chaque année par le LHC, la communauté scientifique mondiale vient de mettre en route une grille de calcul spécialisée regroupant plus de 100 000 processeurs.


Trois semaines après l'injection des premiers faisceaux de particules dans le LHC (Large Hadron Collider - Grand collisionneur de hadrons en français), la grille de calcul W-LCG (Worldwide - LHC Computing Grid), qui permettra d'analyser les expériences qui y sont menées, vient elle aussi d'être démarrée.

Et cette grille de calcul ne sera pas de trop, car le défi est immense. Il faudra en effet analyser et gérer plus de 15 millions de Gigaoctets de données chaque année, issues des centaines de millions de collisions subatomiques attendues au sein de l'accélérateur toutes les secondes. D'ailleurs Jos Engelen, responsable scientifique du projet LHC, estime qu'elle est l'un des piliers de ce projet : « C'est une nécessité absolue pour analyser les données du LHC et elle est le résultat d'une "révolution silencieuse" dans le domaine de l'informatique depuis les cinq dernières années ».

« Notre capacité à gérer des données à cette échelle est le résultat de plusieurs années de tests intenses », explique quant à lui Ian Bird, responsable du projet W-LCG. « Aujourd'hui, les résultats démontrent une excellente et intense collaboration entre des pays situés aux quatre coins du monde. Sans cette collaboration internationale, une telle réussite n'aurait pas été possible ».

140 centres dans 33 pays

La grille de calcul du LHC a été réalisée, entre autres, grâce à un réseau de fibres optiques dédiées lui permettant d'envoyer les données du Cern vers onze centres de calcul majeurs en Europe, en Amérique du Nord et en Asie. A partir de là, les données sont redistribuées dans plus de 140 centres situés dans 33 pays à travers le monde. L'ensemble de ces centres de calcul distribués fournit la puissance nécessaire au traitement des données du LHC, grâce à 100 000 processeurs.

En France, il n'y qu'un seul site de premier niveau de la grille de calcul W-LCG. C'est le CC-IN2P3 qui est situé à Villeurbanne (69). Il s'agit du Centre de Calcul du CNRS/IN2P3 (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules), qui travaille en partenariat avec le CEA/DSM/Irfu. « La grille est maintenant prête pour recevoir et traiter les premières données du LHC, nul doute qu'en émergera nombre de résultats scientifiques de premier plan », estime Dominique Boutigny, directeur du CC-IN2P3.

500 000 tâches par jour

« Nous pouvons traiter de manière régulière 250 000 tâches par jour, et nous pouvons atteindre des pics de 500 000 tâches sans problèmes » affirme Ian Bird. De fait, les essais menés en 2007 ont permis de traiter 44 millions de tâches dans l'année, un chiffre qui devrait atteindre les 65 millions en 2008. Une tâche peut par exemple être un calcul de plusieurs heures ou même plusieurs jours sur un seul processeur haute performance. Cent mille processeurs sont ainsi nécessaires pour traiter toutes les tâches des expériences du LHC.

Mais la physique n'est pas la seule discipline qui bénéficiera des technologies de grille. « L'impact de la grille de calcul W-LCG va bien au-delà de l'accélérateur lui-même. Bien d'autres domaines de recherche bénéficient déjà des retombées du projet LCG. Les grilles de calcul permettent d'envisager une "nouvelle façon de faire de la science" », estime Ian Bird.

Ainsi des grilles de calcul, telles que EGEE (Enabling Grids for E-Science) en Europe et OSG (Open Science Grid) aux Etats-Unis ne mettent pas leur puissance seulement au service de la grille du LHC, mais également de projets scientifiques dans les domaines de la biologie, la chimie, la médecine, les sciences du climat, etc.

Bien évidemment tout cela à un coût. Ainsi le Cern a investit 100 millions d'Euro en matériel et personnel dans le projet W-LCG. Une somme que les experts pensent devoir multiplier par 5 pour obtenir le coût total, mais chaque institution collaborant à la grille est responsable de ses investissements et dépenses liés à ce projet, et elles restent très discrètes sur le sujet. Des investissements qui vont d'ailleurs se poursuivre. Ainsi le Cern devrait injecter 14 millions d'Euro par an en 2009 et sur les quelques années qui vont suivre.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://lcg.web.cern.ch/


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