Un superordinateur NEC SX-8R chez Météo-France

Il est installé ! Pour améliorer la précision des prévisions météorologiques, le 31 mai 2007, Météo-France a inauguré le superordinateur vectoriel NEC SX-8R dans ses bâtiments du Météopôle de Toulouse.

Le superordinateur NEC SX-8R, R pour "reinforced", est actuellement le supercalculateur vectoriel le plus rapide, capable de réaliser 35.2 milliards d'opérations par seconde, 35.2 teraFLOPS ! Totalement opérationnel en 2009, sa puissance sera multipliée par 21 par rapport au système Fujitsu VPP5000 actuel et il sera 20 fois plus rapide que l'ordinateur domestique le plus performant ! Petit détail, le NEC SX-8R se loue 3.7 millions d'euros/an plus frais d'infrastructure. Il devrait servir Météo-France durant au moins 5 ans !

Plus de ressources pour plus de précision
Pourquoi Météo-France a-t-il acquis ce superordinateur ? Un exemple simple suffit à compendre cette décision. Les 8 et 9 septembre 2002, un orage violent a déversé plus de 300 litres d'eau par mètre carré (l/m²) sur la moitié du département du Gard, provoquant d'importantes inondations. Météo-France avait bien donné l'alerte, mais n'avait annoncé que 80 l/m² sur base du modèle Aladin. "Cet épisode exceptionnel illustre parfaitement les difficultés qu'ont nos modèles météorologiques actuels pour appréhender ce type d'orage", explique Alain Ratier, directeur adjoint de Météo-France. "En revanche, en reprenant la même situation de départ qu'en 2002, notre nouveau modèle Arôme annonce le bon chiffre de 300 l/m², et cela sur la bonne zone du Gard", a-t-il annoncé.
Contrepartie de sa meilleure précision, "le modèle Arôme est aussi 300 fois plus gourmand en temps de calcul que le modèle actuel, Aladin", remarque Emmanuel Legrand, directeur adjoint au Météopôle. Pour faire face à ces ressources, Météo-France n'avait pas d'autre choix que de changer son ancien supercalculateur, le Fujitsu tournant à 9.1 TFLOPS installé en 2000.
Avantage du nouveau système, le modèle Arome tient compte des conditions locales de manières plus réaliste qu'Aladin, non seulement des données météorologiques classiques (température, humidité et pression) mais également de l'effet des montagnes et de la végétation pour offrir des prévisions numériques (simulations) plus précises, tant sur la quantité de nuages que les précipitations ou les turbulences. Le modèle Arome pourra même prévoir les pluies torrentielles, les orages violents ou les brouillards.

Si les prévisions sont dorénavant plus précises, en revanche, leur échéance ne porte que sur deux jours maximum, même si en théorie les prévisions numériques sont fiables jusqu'à une échéance de 10 jours.

Le modèle Arome, fruit d'une coopération entre les chercheurs et 17 services météorologiques européens, sera, dans un premier temps, exploité sur le territoire et domaine maritime français avant d'être couplé aux modèles Arpège et Aladin qui réalisent des prévisions à l'échelle régionale.
Notons enfin que le superordinateur NEC SX-8R sera également utilisé pour étudier les effets du réchauffement climatique et les effets des reliefs, des côtes et de la profondeur des mers sur la dynamique de l'atmosphère et des océans.

Du Mips au teraFLOPS

Rappelons que 1 teraFLOPS = 1 milliard d'opérations en virgule flottante par seconde soit 1000 Mips (millions d'opérations par seconde). C'est équivaut à la puissance de calcul de 2500 microprocesseurs Pentium cadencés à 450 MHz.

Un PC cadencé à 1 GHz présente une capacité de calcul d'environ 1 GFLOPS mais la progression n'est pas strictement linéaire car elle dépend des performances des caches du processeur.

Une simple calculatrice de poche réalise en théorie une seule opération par seconde. Nous avons rarement besoin d'un temps de réponse plus rapide. Subjectivement, nous considérons que toute réponse affichée en moins de 0.1 seconde est instantanée. Cela permet d'attribuer aux calculatrices une performance d'environ 10 FLOPS.
Le NEC plus ultra

La société NEC pourrait prendre pour devise "Le NEC plus ultra" tant ses ingénieurs ne sont pas à un "FLOP" près dans l'amélioration des performances de leurs superordinateurs.

Le fabricant japonais est entré sur le marché des superordinateurs en 1983 en proposant déjà à cette époque un système de 1 TFLOPS alors que les PC balbutiaient encore à 4400 FLOPS (PC XT cadencé à 4.4 MHz) !
Le modèle SX-8R est constitué d'un cluster de 32 nœuds de huit processeurs chacun (256 processeurs) cadencés à 2.2 GHz. Il est 25% plus compact et consomme moitié moins d'énergie que le modèle précédent (Earth Simulator). En alignant plusieurs clusters, il peut dépasser une puissance de calcul de 144 TFLOPS, 4 fois plus que le dernier modèle d'IBM, le Blue Gene/L qui atteint 36 TFLOPS.
Pour plus d'information, consultez l'article sur les prévisions numériques.