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image Recherche européenne - L'info > Société de l'information > De la Toile à la Grille
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image image image Parution : 08/06/2001
  image De la Toile à la Grille
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  Ouvrant la voie à l'informatique distribuée par réseau, la prochaine génération de l'Internet devrait pouvoir répondre aux besoins croissants de la recherche et de l'industrie en matière de calcul et de traitement de données. Vers un "World Wide Grid" : tel est le pari tenu par les promoteurs européens des technologies Grid - dont le CERN, où fut déjà développé le WWW.
   
     
   

Donnant raison à la "loi de Moore", énoncée il y a 35 ans, la puissance de calcul des ordinateurs double quasiment tous les 18 mois. Leurs performances ont ainsi été multipliées par un million en 15 ans. Le Cray 1, leader des supercalculateurs à la fin des années '70, fait aujourd'hui pâle figure face aux performances d'un PC portable bas de gamme.

Et pourtant… Les progrès des technologies informatiques peinent à répondre à l'appétit sans cesse croissant des applications scientifiques ou industrielles (génomique, climatologie, mécanique des fluides, astrophysique, chimie, biologie, etc.) en matière de calcul intensif.

Petaoctets et teraflops

Ce défi est ainsi posé aujourd'hui à un organisme scientifique tel que le CERN (Laboratoire européen pour la physique des particules) dont le nouvel accélérateur de particules, le grand collisionneur de hadrons (LHC), devrait entrer en service en 2005. Les paquets de particules qui s'y heurteront à raison de 40 millions de fois par seconde "engendreront" un déluge de données équivalant à celles cumulées par vingt conversations téléphoniques simultanées tenues par chaque habitant de la planète. Un tel traitement nécessiterait aujourd'hui de recourir à la puissance de calcul de 100 000 ordinateurs individuels. Cette puissance devra d'ailleurs être triplée pour tenir compte des besoins de l'ensemble des instituts impliqués, à travers le monde, dans les expériences du LHC. Chaque année, celui-ci génèrera plusieurs petaoctets (1015 bytes) de données. Leur traitement nécessitera une puissance de calcul estimée à 20 teraflops, soit 20 000 milliards d'opérations en virgule flottante par seconde - alors que les supercalculateurs actuels les plus rapides ne dépassent pas les 3 teraflops. De quoi donner le tournis d'autant que, côté budget, rares sont les instituts de recherche susceptibles d'acquérir de telles machines.

Le moment est donc opportun de se tourner vers le concept Grid (la Grille), développé depuis quelques années, entre autres, par Ian Foster, professeur en sciences informatiques à l'Université de Chicago. Le principe : décentraliser les ressources informatiques grâce à un réseau à grande vitesse reliant, dans une sorte de "laboratoire virtuel mondial" unique, à la fois des supercalculateurs, des batteries de processeurs, des disques, des bases de données, des systèmes informatiques, divers outils de collaboration et, bien sûr, des utilisateurs.

Le CERN en tête

Les responsables du CERN - où fut initié le World Wide Web - estiment que cette voie s'impose d'autant plus que l'augmentation des capacités des réseaux à large bande, telle qu'elle se dessine en Europe avec la mise en oeuvre du projet "Géant"(1), ouvre la voie à ce partage opérationnel des ressources. Avec un soutien de près de 10 millions d'euros de l'Union dans le cadre du programme de recherche Technologies de la société de l'information (IST), le CERN a pris la tête du projet DataGrid. "Les 18 organismes de recherche européens qui y participent s'attachent à développer des bancs d'essai afin d'évaluer et de démontrer la faisabilité et la performance de l'interconnexion de leurs capacités pour des applications scientifiques touchant, non seulement à la physique des hautes énergies mais aussi à l'évaluation du trou d'ozone par observation de la Terre, à la génomique ou à l'imagerie médicale", explique Fabrizio Gagliardi, directeur de projet.

DataGrid s'attachera essentiellement à la mise au point du middleware, cette couche de logiciels qui servira à adapter les applications aux différents systèmes d'exploitation des ordinateurs et permettra à une communauté d'utilisateurs largement dispersée d'accéder au système de manière transparente. "Des collaborations avec des projets similaires menés aux Etats-Unis tels que PPDG et GriPhyN (2) nous permettront également de développer des standards internationaux dont on débattra au sein d'un forum baptisé Global Grid Forum."

L'engagement de l'Union

DataGrid s'inscrit dans une série d'initiatives de soutien de l'Union au développement de ce nouveau World Wide Grid dans le cadre du Plan d'action e-Europe 2000. "En s'appuyant sur les technologies Grid émergentes et en tentant de coordonner les projets de Grille nationaux - dont beaucoup sont déjà en cours - la Commission concentre ses interventions sur la mise au point des logiciels intermédiaires ainsi que sur l'intégration et la validation de ces technologies. Des bancs d'essai permettront à un vaste éventail de scientifiques et d'industriels de partager en temps réel des informations et des infrastructures informatiques", explique Kyriakos Baxevanidis, responsable des projets Grid au sein du programme IST.

Tel est, par exemple, l'objectif du projet Eurogrid, centré sur des applications dans les domaines de la chimie et de la biologie (Bio-Grid), des prévisions météorologiques (Meteo-Grid) et de l'ingénierie assistée par ordinateur pour les industries automobiles et aérospatiales (Cae-Grid). Avec un budget de 3,5 millions d'euros (dont 2 millions de soutien proviennent de la Commission), Eurogrid entend également préparer la mise en réseau des centres de calcul à haute performance (HPC-Grid).

"Par rapport au réseau Web actuel, le World Wide Grid représentera l'entrée dans une nouvelle ère informatique aux potentialités énormes, souligne Kyriakos Baxevanidis. La Grille offrira un partage efficace des ressources dont l'accès sera fourni de manière sûre, coordonnée, bon marché et sans que l'utilisateur soit conscient de la complexité du système. Cette innovation ouvre la voie à de nouvelles formes de collaboration à l'échelle mondiale. Pour ne citer qu'un exemple, prenons celui d'une PME qui a besoin d'effectuer des tâches très gourmandes en puissance de calcul et en données, comme les applications de simulation. Incapable d'acquérir des supercalculateurs très coûteux, elle pourra obtenir, en fonction de ses besoins, l'accès aux capacités de traitement auprès de courtiers spécialisés."

(1) Le projet de réseau à large bande Géant, lancé en novembre dernier et également soutenu par l'Union, a pour objectif de fournir aux centres de recherche et aux universités des vitesses de transmission comprises entre 2,5 et 10 Gigabits par seconde - alors qu'une ligne ISDN offre actuellement un débit de 64 Kilobits/s.
(retour au texte)

(2) PPDG (Particle Physics Data Grid) et GriPhyN (Grid Physics Network) sont deux projets développés par l'Argonne National Laboratory, en collaboration avec plusieurs universités et instituts de recherche américains, avec le soutien de la National Science Foundation.
(retour au texte)

 

Contact
Kyriakos Baxevanidis, Programme IST
kyriakos.baxevanidis@ec.europa.eu



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Fabrizio Gagliardi, CERN, Genève
fabrizio.gagliardi@cern.ch
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Vue coupe du Large Hadron Collider (LHC)

Vue coupe du Large Hadron Collider (LHC) qui sera installé au CERN, à Genève, en 2005. Les particules s'y heurteront à raison de 40 millions de fois par seconde.
L'analyse du déluge de données engendrées par ces collisions, qui recèlent les secrets de la matière, sera réalisée via le Grid avec un puissance équivalente à
100 000 ordinateurs individuels.


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