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Forum TERATEC 2025 |
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Défis énergétiques et solutions durable dans le calcul haute performance et l’intelligence artificielle
Présidé par Charles Huot, Chargé du développement, Eclairion
et Victor Martin, Manager, R&D Digital Hub Paris-Saclay, TotalEnergies
L’efficacité énergétique du point de vue des codes de simulation : portage du code Abinit sur GPU
Par Marc Torrent, Ingénieur-chercheur, CEA et Julien Miniere, Chef de projet / Expertise - Développement HPC, AS+
La consommation électrique induite par les simulations numériques est devenue, ces dernières années, un critère d’importance croissante, tant pour des raisons économiques qu’environnementales. A ce titre, les GPU, avec leur grande efficacité énergétique (flops/watt), sont une solution avantageuse pour réduire la consommation énergétique des simulations.
Abinit (www.abinit.org) est un code de physique atomique s’appuyant sur la théorie de la fonctionnelle de la densité et permettant les calculs d’énergie, de densité de charge et de structure électronique de systèmes d’électrons et de noyaux. Les simulations effectuées avec ce code exigent des ressources importantes de calcul, jusqu’à plusieurs centaines de milliers d’heures cœur CPU par simulation. Depuis 2022, nous avons effectué le portage du code sur GPU, afin de tirer profit de l’accélération sur GPU pour réduire la durée des simulations, ainsi que leur consommation électrique.
Nous commencerons par présenter succinctement le code, ses fonctionnalités et ses caractéristiques, et nous décrirons le travail effectué pour le rendre exécutable sur GPU. Nous présenterons ensuite les mesures de performance et de consommation énergétique sur différentes architecture (CPU AMD, GPU Nvidia ou AMD notamment) afin de mettre en évidence les gains en termes de consommation énergétique qui peuvent être obtenus grâce à l’utilisation d’architectures récentes et d’accélérateurs graphiques, et indiquerons le type de calculs bénéficiant le plus de ce type de portage.
Nous conclurons par le retour d’expérience issu des trois années de développement dans le code, et des conseils pour la réalisation d’un tel portage.
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Biographie : Marc Torrent is head of laboratory director at the Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) at the Bruyères-le-Châtel center. As a computational condensed matter physicist, he specializes in simulation methods grounded exclusively in the quantum theory of materials, focusing on the properties of electrons within matter. Marc Torrent is a key developer of the open-source software ABINIT (www.abinit.org), a highly regarded international collaborative project. For many years, he has been responsible for adapting the software to high-performance computing systems. Utilizing ABINIT, he investigates the microscopic properties of materials, with a particular emphasis on their equations of state, phase transitions, and the modeling of defects in solids.. |
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Biographie : Après une thèse en astrophysique menée au CEA et à l'Observatoire de Paris, Julien Minière a rejoint AS+. Il a débuté par le support applicatif aux utilisateurs au sein du TGCC, avant de se consacrer au développement de codes HPC durant plusieurs années (implémentation de solveurs dans un code de dynamique moléculaire, développements dans un code de physique des plasmas, etc). Il participe à différents projets d'optimisation ou de portage de codes sur architectures hétérogènes, et a désormais en charge la mise en place et l'administration de différentes infrastructures de calcul, chez les clients et dans le cloud AWS. |
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