MHD@Exascale
MHD@Exascale
Aperçu
Développer une nouvelle génération de codes magnétohydrodynamiques massivement parallèles et portables sur les machines Exascales
Geoffroy LESUR, DR CNRS, IPAG, Université Grenoble Alpes
Damien CHAPON, Ingénieur-Chercheur, IRFU, CEA Saclay
Benoit COMMERÇON, CR CNRS, CRAL, ENS Lyon
Yohan DUBOIS, CR CNRS, IAP, Sorbonne Université
Patrick HENNEBELLE, Ingénieur-Chercheur, IRFU, CEA Saclay
Le projet MHD@Exascale propose de développer une nouvelle génération de codes de simulation magnétohydrodynamique qui soit capable d’exploiter de manière efficiente les nouveaux supercalculateurs accélérés tels que la future machine Exascale qui sera installée au Très Grand Centre de Calcul du CEA (TGCC) en 2025-2026.
Le projet vise le développement de deux codes de simulation complémentaires et d’une plateforme de diffusion des données de simulation qui soit ouverte à la communauté. Ces outils rendront possible la simulation ab-initio de l’effondrement de nuages interstellaires jusqu’à la formation de planétésimaux primordiaux, tout en capturant le couplage aux champs magnétique, aux poussières et au rayonnement en temps réel à des échelles temporelles et spatiales inexplorées jusqu’à aujourd’hui. De plus le projet a pour ambition de réduire l’impact environnemental des simulations en minimisant leur empreinte énergétique et en maximisant le partage des données primaires en vue de leur réutilisation pour d’autres projets.
Les tâches
Nos recherches
Modéliser l’interaction entre le champ magnétique et le gaz ionisé lors de l’effondrement proto-stellaire
Développer et intégrer de nouveaux modules de magnétohydrodynamique et de conductivité anisotrope dans le prototype AMR Dyablo
Modéliser l’interaction matière-rayonnement
Développer et intégrer un module de transfert radiatif dans le code multi-physique accéléré Idefix en utilisant différents modèles de clôture
Modéliser l’interaction gaz-poussières
Développer et tester différentes stratégies de couplage gaz-poussière dans le prototype AMR Dyablo et le code Idefix.
Favoriser la diffusion et la réutilisation de données de simulations
Déploiement de serveurs de traitement de données distants connectés à la base de données Galactica sur tous les centres de calcul du consortium. Mise en place de routines de traitement à la volée des données pour les codes Dyablo et Idefix.
Le Consortium
Université Grenoble Alpes, CNRS, CEA Saclay
Des attendus scientifiques
Les nouveaux supercalculateurs qui sont et seront déployés dans les années à venir au niveau national et Européen seront systématiquement des machines accélérées à base de GPU (Graphics Processing Units) ou équivalent, afin de contenir l’impact environnemental et énergétique du numérique. Aussi, il est essentiel que la communauté se prépare et développe des outils de simulation adaptés à ces nouvelles architectures. C’est l’objectif que vise MHD@Exascale.
MHD@Exascale permettra l’émergence de deux codes open source, Dyablo et Idefix, permettant d’exploiter les plus gros calculateurs européens tout en étant capable de traiter l’intégralité des processus impliqués dans la formation stellaire et planétaire, couvrant l’effondrement du gaz proto-stellaire jusqu’à la formation des systèmes planétaires tels que le nôtre.
Les codes et modules développés dans le cadre de MHD@Exascale seront à terme ouvert à la communauté scientifique des sciences de l’Univers et viseront une labélisation « code communautaires » auprès de l’INSU.
Les données de simulations qui seront produites seront rendues accessibles sur la base de données Galactica via des serveurs de traitement de données distant qui seront déployés dans les centres de calcul locaux du consortium MHD@Exascale, permettant ainsi le traitement à la volée de simulations massives et leur réutilisation dans le cadre de nouveaux projets scientifiques.
Des impacts sociétaux
Les codes développés visent en priorité la portabilité de performance et la sobriété énergétique. Les tests réalisés sur le code Idefix montrent par exemple un impact énergétique réduit d’un facteur 6 comparé aux anciennes architectures et codes (Lesur et al. 2023). L’objectif du projet est de pérenniser ces outils et de former les nouvelles générations de chercheurs, d’ingénieurs et de numériciens au calcul HPC accéléré qui concerne l’ensemble de la communauté calcul en France, à la fois dans le milieu académique et dans la recherche privée.
Développement de compétences
Une communauté de 4 chercheurs, et ingénieurs chercheurs mobilisant :
4 Post-doctorants, 1 ingénieur de recherche
Plus de projets
