GT Calcul écoresponsable

La puissance de calcul des super calculateurs ne cesse d’augmenter, dépassant l’exaflop depuis quelques années maintenant. Cependant, afin de fournir une telle puissance de calcul, des millions d’unités de calcul sont utilisées, augmentant la consommation électrique de ces super calculateurs. En effet, LineShine, le super calculateur le plus rapide actuellement, consomme environ 42 MW. Cela est équivalent à la consommation d’environ 24000 foyers. De plus, ces super calculateurs sont souvent une composante d’une infrastructure plus large, communément appelée “digital continuum” incluant des instruments (e.g., télescopes ou capteurs de différente nature), le cloud, etc. Cette infrastructure rend plus complexe la réduction de la consommation, mais également la mesure de la consommation.

Le groupe de travail « Calcul éco-responsable » se focalise sur deux problèmes rencontrés dans le contexte des super calculateurs : la mesure de l’énergie et la réduction de la consommation.

Mesurer la puissance et l’énergie consommée. Mesurer la consommation d’énergie d’une application en cours d’exécution est complexe pour plusieurs raisons. Tout d’abord, les architectures exposent différents compteurs matériels qui permettent la mesure, mais souvent cela a un impact sur l’application. De plus, la diversité des constructeurs et des API pour accéder à ces compteurs ne favorise pas une utilisation facile pour les utilisateurs. Enfin, ces compteurs n’ont pas une granularité assez fine pour estimer la consommation d’une fonction dans une application par exemple. En effet, les outils actuellement disponibles permettent de relever des mesures à des intervalles qui varient entre 1ms sur des CPU classiques et 100ms sur des GPU. Il est donc parfois difficile de corréler les mesures au comportement de l’application.

Réduire la consommation d’énergie. Réduire l’énergie consommée par une application lors de son exécution est complexe car le temps d’exécution de l’application doit rester raisonnable. Cela implique de savoir où exécuter les calculs sur les architectures hétérogènes, mais également quand et comment utiliser les leviers disponibles tels que la gestion de la fréquence (DVFS, UFS) et du budget de puissance (power capping). Cela implique de développer des méthodes d’ordonnancement combinant le placement des calculs et aussi les techniques de gestion de fréquence ou de power capping. De plus, la réduction de l’énergie doit avoir un impact maîtrisé sur la robustesse de l’application et la précision de la solution calculée qui doit souvent respecter des critères de qualité très stricts ; il est alors important de développer des méthodes et des analyses théoriques offrant des garanties de robustesse et de précision aux utilisateurs. Dans ce contexte, l’utilisation d’algorithmes précision mixte peuvent apporter un meilleur compromis entre performance et consommation d’énergie. En effet, dans certains cas, il peut être possible d’utiliser de la double précision lorsque le calcul a besoin d’être précis, et de baisser la précision le reste du temps. Cette technique a déjà montré son intérêt pour la consommation énergétique.

Le groupe de travail « Calcul éco-responsable » a pour vocation d’identifier les verrous scientifiques pour la mesure et la réduction de la consommation d’énergie, d’étudier également de nouvelles solutions, et de contribuer à l’animation de la communauté scientifique.

Responsable : Amina Guermouche

Liste de diffusion : c4p-gt-ecoresponsable@groupes.renater.fr (s’inscrire au GT sur myGDR pour s’abonner à la liste de diffusion)