L'Europe en quête de souveraineté dans les supercalculateurs

Acheter un supercalculateur, c’est facile, en construire un de A à Z, c’est autre chose ! Si l’Europe du calcul intensif a réalisé un bond en avant en 2020, c’est, pour le moment, toujours à partir de composants américains. L’EuroHPC joint undertaking, la structure d’achat public-privé de l’Union européenne, a lancé la construction de sept supercalculateurs, et bientôt d’un huitième, afin de replacer le Vieux Continent dans la course, alors que la Chine et les États-Unis se partagent les premières places du top 500, le prestigieux classement des supercalculateurs les plus puissants. Ce plan devrait faire entrer l’Europe dans le clan des puissances exaflopiques, c’est-à-dire disposant de calculateurs d’une puissance au moins égale à l’exaflops, soit 1 milliard de milliards d’opérations par seconde.

L’objectif de l’EuroHPC est double : replacer l’Europe en bonne position dans le club des superpuissances du calcul, mais aussi reconstituer un véritable écosystème de fournisseurs et d’experts HPC. Sur les sept supercalculateurs commandés après des appels d’offres publics et ouverts à la concurrence, pas moins de quatre seront livrés par Atos Bull – Deucalion sera construit au Portugal par Fujitsu, Lumi, en Finlande, et Euro IT4I, en République tchèque, seront fournis par Hewlett Packard Enterprise. Le constructeur français a su se placer comme le constructeur européen de référence, mais si l’on regarde dans le détail les composants qui seront assemblés par Atos Bull, tous sont d’origine américaine, fournis par AMD, Intel et NVidia.

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Reprendre la main sur les microprocesseurs

Pour mettre fin à cette dépendance envers les États-Unis pour les puces haut de gamme, l’European processor initiative (EPI) a été lancée dès 2015. Elle regroupe 32 industriels et centres de recherche. L’objectif est de rebâtir une véritable industrie du microprocesseur pour les supercalculateurs, mais aussi pour l’informatique d’entreprise, et, à moyen terme, des puces embarquées pour le secteur automobile. Une entreprise a été créée afin de porter ces projets, la start-up française SiPearl. Jean-Marc Denis, le président de l’EPI et directeur de la stratégie d’Atos, résume le défi que représente ce programme : « L’Europe ne dispose pas des bases industrielles pour produire des microprocesseurs et des GPU [processeurs graphiques, ndlr] haut de gamme. Reprendre la main sur ces technologies exige un travail en amont sur la propriété intellectuelle, travail de longue haleine impliquant de lancer une R & D sur des TRL [technology readiness levels, niveau de maturité technologique, ndlr] bas – de 1 à 3 – et de monter jusqu’à un TRL 9 afin de lancer une puce en production à l’échelle industrielle dans une dizaine d’années. C’est l’une des ambitions de l’EPI. »

L’EPI vise aussi à délivrer des résultats tangibles avant cette échéance de dix ans. Pour cela, un premier microprocesseur européen s’appuiera sur une architecture d’ARM, l’ex-pépite britannique rachetée par Softbank en 2016 et qui pourrait passer sous le contrôle de Nvidia en 2021 si les principales autorités de la concurrence de la planète ne s’y opposent pas. C’est ce type de puce qui équipe le supercalculateur japonais Fugaku, premier du top 500 mondial. L’EPI a arrêté son choix sur le cœur ARM Zeus, déjà choisi par la Corée du Sud pour son futur supercalculateur orienté vers l’intelligence artificielle. Un jalon important devrait être posé l’année prochaine avec la phase du « tape-out », la remise des plans au fondeur l’année prochaine. Sauf imprévu, cette puce devrait équiper l’un des deux supercalculateurs exaflopiques européens attendus pour 2023-2024.

À plus long terme, l’Europe mise sur le jeu d’instructions Risc-V pour concevoir une puce haut de gamme à l’horizon 2030. Contrairement à la production d’une puce ARM au design éprouvé, sa mise au point va se faire par étapes. Des composants de test seront gravés en 22 nanomètres en fin d’année, bien moins que les 5 nanomètres déjà en production chez le fondeur taïwanais TSMC. Le but de ces premiers composants ne sera pas encore d’aller chercher les performances, mais de valider l’architecture du processeur qui est en phase de conception. Les Européens se sont ainsi engagés dans une démarche que la Chine a déjà adoptée avec succès : après des dizaines de milliards de dollars investis depuis dix ans, le pays peut se targuer d’avoir construit le Sunway TaihuLight, le plus gros calculateur chinois, entièrement animé par des puces made in China.

L’Europe regagne en compétences sur la conception des microprocesseurs, mais devra encore compter sur TSMC pour produire ses puces. Ses faibles capacités de production en matière de microprocesseurs ont été cruellement mises en lumière ces derniers mois, avec la multiplication des pénuries de composants chez les industriels du secteur automobile. Pourra-t-elle relever la tête aussi dans la production microélectronique ? Thierry Breton, le commissaire européen au Marché intérieur, semble vouloir changer la donne et lancer un nouveau chantier pour redonner à l’Europe sa souveraineté sur l’ensemble de la filière, y compris dans la fabrication des puces en 2 nanomètres… Un nouveau pari à tenir pour la recherche et les industriels européens.

Daniel Verwaerde, président de Teratec
« Se placer au niveau des Américains sera déjà un exploit »

• En quoi la construction de huit supercalculateurs est-elle une bonne nouvelle pour l’Europe ?
  La recherche européenne va disposer de très belles machines qui multiplieront d’un facteur 5 à 10 l’offre d’heures de calcul pour ses chercheurs et leur donnera les moyens de leurs ambitions pour les quelques années à venir. Cela montre aussi que le projet EuroHPC en tant que joint-venture a pris corps et fonctionne bien.
• Du point de vue industriel, que peut changer cette initiative ?
  Atos Bull va construire plusieurs grands calculateurs, ce qui est une bonne nouvelle pour l’industrie européenne. C’est une reconnaissance du niveau d’Atos Bull sur ce marché. Le challenge est de faire en sorte que l’une des deux machines exaflopiques qui sera construite en 2023 ou 2024 repose sur des technologies européennes.
• L’Europe pourra-t-elle tenir ce pari avec des composants européens d’ici à 2023 ou 2024 ?
  Nul ne sait encore si les technologies qui sont en cours de développement seront à la hauteur de ce que délivreront les acteurs américains dans le même temps. Ces derniers font évoluer leurs produits depuis quinze à vingt ans. Se placer à leur niveau sera déjà un exploit. L’important est d’acquérir de l’expérience et du savoir-faire pour revenir dans cette course technologique. Ce qui compte aujourd’hui, c’est avant tout de reconstituer des compétences et d’assembler des moyens pour être capable de le faire, mais c’est un effort de longue haleine.

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