14 Septembre 2020

La puissance de calcul du CNES dans la lutte contre la COVID-19

Le CNES continue de se mobiliser sur l’épidémie de COVID-19. Tous les week-ends, son centre de calcul alloue jusqu’au tiers de sa puissance à des recherches internationales sur la forme en 3D des protéines du virus et des molécules qui pourraient le bloquer.
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Coronavirus. Crédits : spawns.

 

Depuis avril 2020, le CNES met à disposition de recherches académiques sur le coronavirus son centre de calcul, plus précisément sa plateforme de traitement haute performance nommée HAL (en référence au supercalculateur HAL 9000 dans 2001, Odyssée de l’espace). Cette plateforme est dotée d'une puissance de calcul pure de 750 téraflops (soit 750 000 milliards d’opérations de nombres « flottants » par seconde) basée sur 12 288 coeurs de calcul et 32 cartes GPU de dernière génération — ce qui correspond à environ 3 000 PC. HAL est associée à un réseau super performant à plus de 100 Gbits/s, soit 100 à 1000 fois plus rapides que la fibre qui équipe les maisons, ce qui permet à la plateforme d’absorber des millions d’opérations par seconde.

Durant le confinement, les responsables de HAL ont proposé d’allouer – lors des « creux d'utilisation » une partie de sa puissance à des recherches pour contrer le coronavirus en intégrant le projet international Folding@Home. Créé en 2000, Folding@Home repose sur la mise en commun de la puissance de calcul d'un simple ordinateur personnel au supercalculateur pour lancer des simulations complexes dans le domaine de la recherche médicale. Depuis le début de l’épidémie de COVID-19, toutes les simulations de Folding@Home portent sur la structure en 3 dimensions de protéines présentes à la surface du virus et des molécules qui pourraient les bloquer ainsi empêchant ainsi son entrée dans des cellules humaines.

Tests de molécules pouvant bloquer un site du virus.

En ce début de mois de septembre, le CNES se plaçait 364e dans le top des donateurs de ressources de Folding@Home, avec une mise à disposition de la puissance de HAL (jusqu'au tiers) quasiment tous les week-end mais parfois les nuits et en journée. Cette participation active se fait sans impacter les utilisateurs CNES et ses partenaires (ESA, CLS…) grâce à un programme appelé système de préemption des jobs non prioritaires. « Tous les jobs liés aux traitements de Folding@Home sont stoppés en quelques secondes si un utilisateur du CNES a besoin de ressources » explique Guillaume Eynard-Bontemps, ingénieur calcul scientifique au CNES. « Cette fonctionnalité sera utile par la suite pour optimiser l’utilisation des ressources de calcul entre les utilisateurs internes et permettre à des travaux CNES d’aboutir plus rapidement. »

Et rassurez-vous, aucune possibilité de piratage avec cette participation à Folding@Home. Les calculs lancés sont parfaitement cloisonnés. Aucun accès aux données des projets spatiaux (Swot, Microcarb, Theia...) stockées sur la plateforme HAL n'est possible. De plus, HAL est déconnectée de la plateforme KTULU (simplification de CTHULHU du nom d’un démon du livre Démons et Merveilles de H.P. Lovecraft) qui stocke et analyse les données sensibles telles les trajectoires de lancement des fusées Ariane 5, suit les manoeuvres de satellites ou traite des données d’observation de la terre à diffusion restreintes ou confidentielles telles certaines des satellites Pléaides.


Le centre de calcul du cnes

Situé à Toulouse, le centre de calcul du CNES est l'un des plus importants centres de calcul en France avec un espace de stockage total de 23 Po. Au niveau mondial, il se positionne 29e dans  le classement IO500 en septembre 2020. Son ensemble de plateformes et services applicatifs est mis à la disposition d'ingénieurs et chercheurs travaillant sur une grande diversité de projets spatiaux, tels CFOSat ou PEPS. Le Centre offre également support et expertise à ses nombreux utilisateurs.