Bienvenue dans l'ère du super-numérique

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(Crédits : DR)
L'Europe doit agir vite, pour ne pas accumuler du retard dans le domaine des super calculateurs, au cœur des produits et services du futur. Un enjeu qui concerne toutes les entreprises, y compris les PME. Par Didier Schmitt, conseiller scientifique, commission européenne*

L'ère du 'super-numérique' est bien là ; sans superordinateur, plus de prévisions météorologiques, et pas de modèles de changement climatique. L'innovation sera digitale ou ne sera pas.

Nous sommes déjà dépendants

Sans que nous en soyons conscients, des pans entiers de notre économie sont déjà dépendants du calcul intensif. Il est par exemple impensable de se passer de cet outil pour concevoir un avion. Ainsi, la modélisation dynamique permet de se passer de la réalisation de maquettes et de tests en soufflerie, d'évaluer la résistance de nouvelles structures, ou même de simuler les chaines d'assemblage. Il en est de même pour la conception de voitures : du crash-test virtuel à l'optimisation de la combustion dans les moteurs.

Nous le serons encore plus

Mais le digital sera encore plus au cœur des produits et des services du futur. Vers 2030, l'optimisation des flux de véhicules sans conducteurs sera aux mains d'un calculateur (qui aujourd'hui est un supercalculateur !). De même, la santé personnalisée d' ici une génération ne peut se concevoir qu'en agrégeant des 'Big Data' (données massives), de la génomique - les données doublent tous les 18 mois - aux senseurs environnementaux qui seront présent partout, y compris dans nos vêtements. La modélisation du fonctionnement du cerveau, elle aussi, requière déjà des supercalculateurs; et ceci sans compter que les technologies de 'spintronique' vont améliorer, dans les dix ans à venir, la résolution des scanners cérébraux d'un facteur dix mille, tout en étant de la taille d'un casque de vélo !

C'est la course

Ces exemples montrent à l'évidence que la compétitivité sera digitale et qu'elle reposera sur la fusion de données multisectorielles. Le calcul intensif est donc bien un domaine hautement stratégique pour n'importe quelle puissance économique et politique. Ceci explique la maxime d'Obama dans ce domaine qui est "outcompute to outcompete". Une posture qui fait référence à une notion de domination typiquement américaine - en l'occurrence par le calcul intensif. Ce n'est donc pas par hasard que la Chine à son tour soit entrée dans la course - et de suite par la grande porte - en fabriquant le supercalculateur le plus puissant au monde. Celui-ci peut réaliser 30 millions de milliards d'opérations par seconde en consommant une puissance électrique équivalant à six TGV à pleine vitesse. L'Inde, la Russie et d'autres ne sont d'ailleurs pas en reste.

Sommes-nous en reste?

Les seuls pays encore en compétition en Europe ne se comptent plus que sur les doigts d'une main. Pire, leurs vues divergent quant aux stratégies à avoir, qui sont fonction des intérêts nationaux ou des compétences existantes, voire de plus en plus absentes. Et pourtant plus aucun pays Européen n'a les moyens de rivaliser avec les grands. Soyons clair, nous commençons sérieusement à être en retard; l'Europe n'a plus que 5% des parts de marché dans ce domaine.

La Commission Européenne, quant à elle, soutient des programmes de coordination, soit pour la mise en commun de moyens de calcul intensifs (France-Allemagne-Italie-Espagne) pour des projets de recherche, soit par des partenariats public-privés pour des développements technologiques, des applications et des infrastructures. Mais cela ne suffit pas. Il y a urgence à ce que les États membres se mettent d'accord, au plus haut niveau politique, sur un objectif commun de compétitivité afin d'aligner les efforts nationaux et communautaires.

Des enjeux de compétitivité

Acheter un supercalculateur sur étagère n'est pas une option car pour beaucoup d'utilisations les logiciels doivent être co-développés. Ne pas avoir cette compétence intégrée en Europe nous fragiliserait de façon intolérable. Il y a également un enjeu de compétitivité immédiat; il est essentiel que les applications du calcul intensif se démocratisent et ne restent pas l'apanage de la recherche ou de certains secteurs industriels de pointe. Trop peu de PME ont accès à ces outils indispensables à la compétitivité de demain; d'ailleurs pas besoin d'avoir un super-ordinateur sous la main, l'avènement du 'Cloud' permet de déporter de son ordinateur les logicielles et la puissance de calcul; ce qui permet aussi la collaboration de masse. Pour cela, il faudrait dès à présent créer des centres d'excellence, former des experts, et créer des start-ups qui puissent faire le lien entre le monde du calcul intensif et les applications potentielles.

Et après-demain?

Nous savons déjà que la physique quantique va permettre de surpasser largement les limites de rapidité et de consommation en énergie des supercalculateurs; nous verrons naître une nouvelle génération d''hyper-calculateurs' d'ici 10 à 15 ans. Mais il ne suffit pas d'avoir le prix Nobel de physique dans ce domaine (Français en l'occurrence), encore faut-il aller jusqu'aux réalisations concrètes; nous en avons encore les moyens. Il ne faudrait surtout pas, là-aussi, inventer en Europe et devenir dépendant en devant acheter hors d'Europe.

Un sursaut salutaire

Dans ce domaine, comme dans d'autres, le syndrome européen de fragmentation existe, et nous sommes arrivés à un moment charnière où les capacités d'un seul pays ne suffisent plus pour 'être à la hauteur'. Nous avons su dans le passé dépasser les frictions, en créant Airbus, pour fabriquer nos propres avions ou l'agence spatiale européenne pour mettre en orbite nos propres satellites avec les lanceurs Ariane. Savons-nous encore avoir ce sursaut de lucidité et apprendre de nos errements passés (pas de train à grande vitesse ou d'avion de combat commun)? Le calcul intensif est un de ces domaines où nous avons la compétence scientifique de (re)devenir leader et de concevoir les superordinateurs du future. Le risque d'être vassalisé à jamais en nous laissant couper un tendon d'Achille est réel. Sommes-nous assez conscients que l'avenir est digital ?

Didier Schmitt est conseiller scientifique et coordinateur de la prospective auprès de la conseillère scientifique principale et dans le bureau des conseillers de politique européenne auprès du Président de la Commission européenne. Les opinions exprimées dans le présent article sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement la position de la Commission européenne.

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a écrit le 16/02/2014 à 11:13 :
la puissance d'un supercalculateur est lié à 3 paramètres clés : la puissance de calcul ( en nombre flottant ) par watt, le débit de communication de la puissance de calcul par watt, et la capacité du logiciel a utiliser cette puissance de calcul ( la parallelisation du logiciel ).
Concernant les 2 premiers parametres, les processeurs actuels ( xeon/ xeon phi ) sont à bout de course, on ne pourra pas monter à l'exaflop avec ca. Les architectures actuelles sont bien trop gourmandes en energie, il faudra donc probablement passer par des architecture moins universelles et plus liés à l'architecture mémoire, car la limite actuelle des super-calculateurs n'est pas la puissance de calcul, mais l'acces mémoire et le partage des données entre les processeurs, et là l'europe a toutes ses chances, car l'articulation logiciel/matériel est un facteur clef de la puissance de calcul -intel l'a bien compris, qui finance a tour de bras tout un tas de laboratoire de par le monde ( en particulier l'INRIA )-.
a écrit le 14/02/2014 à 13:52 :
Pour faire un super calculateur, il faut, du silicium, un OS, et des applis parallélisables.. On n'a déjà plus un seul fondeur de silicium, ou du moins ce qu'il en reste est absolument incapable de concevoir des processeurs dignes de ce nom... l'OS des supercalculateurs est souvent un dérivé d'une souche X quelconque, malheureusement, Linus et ses compères ne sont plus en Europe depuis un bail, quant aux applis, no comment... Il va y avoir du boulot si on veut se remettre dans la bonne direction
Réponse de le 14/02/2014 à 15:12 :
Sans compter que - jusqu'à preuve du contraire - les backbones sont toujours aux USA...
Réponse de le 14/02/2014 à 20:04 :
Y a pas de problème pour les ressource de la France. Ça fait belle lurette que notre pays ne produit plus de processeurs ou de circuits intégré. on les acheté en Chine. Nous ne somme pas dépendant que des l’informatique mais surtout des autres pays...
a écrit le 14/02/2014 à 13:43 :
c'est trop tard ! nous ne disposons plus des technologies nécessaires et suffisantes ! Il ne nous reste qu'à détecter les cerveaux capables d'aider à l'écriture des "systèmes" et langages, ainsi qu'à l'analyse des applications et la création des applications correspondantes ! Par ailleurs, la globalisation des données implique la normalisation planétaire, donc l'unicité de la technologie centrale ! Qui est dans les boîtes de départ : 1 USA, 2 CHINE, 3 INDE...Europe ? = outsider, si la CE parvient, dans les 18 mois, à créer un conglomérat style Airbus et surtout en intégrant la RUSSIE !
a écrit le 14/02/2014 à 13:21 :
Sacré déterminisme ! A part ça, en matière de sécurité des infos, des biens et des personnes on en est où ?
a écrit le 14/02/2014 à 12:42 :
Dans le domaine du calcul scientifique, il y a effectivement seulement quelques grands pays qui ont gardé les moyens de concevoir et d'être autonomes.

Et cela est le fruit des politiques industrielles honnies des eurocrates bruxellois, ainsi que des filières d'excellence traditionnels de ces pays (que les cabris français aimeraient bien détruire, pour "faire comme les autres").

Ce que l'Europe peut surtout faire dans ce domaine, c'est donc sans doute éviter d'y mettre le désordre libre et non faussé. En sera-t-elle capable ?
Réponse de le 15/02/2014 à 10:27 :
st microélectronique et bull, sont en phase avec cette recherche/production...
Nous avons des atouts, les jeux ne sont pas encore fait : mettre un ENORME cierge pour que nos politique rame dans le bon sens (ok =, la on est mal...)
Réponse de le 16/02/2014 à 10:43 :
@Info : Ben oui, vous voulez le mettre où votre ENORME cierge ?

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