Le supercalculateur Jean-Zay recycle sa chaleur
Recyclage de la chaleur perdue
Il est difficile de réduire la consommation d’énergie, une autre idée valable est donc de réinjecter l’énergie excédentaire dans d’autres systèmes, comme a choisi de le faire la direction de l’IDRIS, qui héberge et exploite le supercalculateur Jean Zay. Ce supercalculateur est constitué d’un assemblage très dense de serveurs empilés les uns sur les autres et fédérés par un réseau très rapide. Il traite les problèmes qui ne peuvent pas être résolus avec des ordinateurs de bureau en parallélisant les calculs (en donnant à chaque serveur une petite partie d’un problème à traiter). Ce type de méthode peut être appliqué à une variété de thèmes de recherche. Jean Zay a entraîné une intelligence artificielle pour jouer au bridge (lien français), a contribué à modéliser le coronavirus (lien français) et a contribué en 2022 au développement de Bloom (lien français), l’un des plus grands laboratoires de science multilingue et ouverte modèles de langage jamais créés.
Ce champion du calcul numérique affiche cependant une consommation énergétique de 17 GWh/an, ce qui en fait l’un des équipements les plus énergivores du CNRS. En plus de la consommation électrique nécessaire pour atteindre la puissance crête de 36,85 pétaflops, le coût de refroidissement de la machine peut représenter 20 à 50 % d’électricité en plus, selon le type de refroidissement utilisé. Toute cette énergie injectée finit sous forme de ce que l’on appelle de la « chaleur perdue ». Dès l’origine, ce niveau de consommation énergétique a conduit l’IDRIS à orienter ses recherches sur l’éco-responsabilité de ses équipements. « L’IDRIS fait partie des laboratoires les plus énergivores du CNRS, nous sommes donc très sensibles aux la question des coûts énergétiques. C’est pourquoi nous visons à optimiser la science que nous pouvons produire avec 17 GWh/an.« , explains Pierre-Franois Lavalle, the unit director.
Pour y parvenir, le laboratoire a bénéficié d’un investissement spécial réalisé par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche pour installer un système de refroidissement liquide à 30-36°C, contre 12°C pour le supercalculateur précédent. Cette température est suffisante pour capter les calories calorifiques du réseau interne du supercalculateur qui chauffe jusqu’à 42°C. Moins refroidir signifie consommer moins d’énergie.
Par ailleurs, l’IDRIS a installé en 2011 un système permettant de récupérer la chaleur perdue de Jean Zay et de la réutiliser pour chauffer ses propres bâtiments et une partie des locaux du Laboratoire Interdisciplinaire d’Informatique voisin. Cette installation a une capacité bien supérieure et peut désormais chauffer l’équivalent de 1000 logements neufs sur le Saclay. plateau. Rafael Medeiros, responsable adjoint des systèmes et des opérations de l’IDRIS en charge de l’infrastructure technique, pilote le projet de connexion du réseau du laboratoire à celui de l’EPAPS. En repensant au projet, il rappelle qu’après la signature officielle d’un accord entre le CNRS et l’EPAPS en février 2021, l’EPAPS « nous a demandé de contribuer à leur réseau d’eau à température régulée. C’était l’opportunité pour eux d’avoir un fournisseur de chaleur résiduelle et pour le CNRS d’avoir un consommateur, la Société de Saclay. plateaudans ce cas« .
De nouvelles machines spécialement conçues pour limiter la consommation électrique
La future extension du supercalculateur est en cours d’installation et sera également refroidie avec de l’eau chaude, permettant de capter encore plus de chaleur et de chauffer davantage de bâtiments. Ces nouvelles partitions sont conçues pour équilibrer les processeurs informatiques et les processeurs graphiques tout en augmentant la puissance de calcul sans augmenter la consommation d’énergie.
Rafael Medeiros assure que la quantité de chaleur perdue produite par le supercalculateur Jean Zay signifie qu’il n’aurait aucune difficulté à fournir davantage de chaleur car « dès la conception, nous veillons à ce que nos installations soient compatibles avec le recyclage de la chaleur en incluant la possibilité de raccordements au réseau hydraulique« . Le Saclay plateau abrite de nombreuses installations scientifiques énergivores, mais la combinaison de la chaleur résiduelle recyclée de Jean Zay et de l’utilisation locale de l’énergie géothermique permet au site de s’enorgueillir d’utiliser des énergies de récupération ou renouvelables pour 60 % de sa consommation globale.
Cette approche unique fait du supercalculateur Jean Zay un pionnier en matière d’éco-responsabilité. Pierre-François Lavalle est enthousiaste lorsqu’il nous dit que cette machine « est aujourd’hui l’un des supercalculateurs les plus éco-responsables au monde grâce à cette récupération de chaleur perdue. Si ce facteur était pris en compte lors du calcul de son efficacité de consommation d’énergie
notre score serait d’environ 0,8 contre 1,2. Jean Zay est le premier et le seul supercalculateur de cette envergure en France avec ce type de configuration et l’un des très rares au monde.’ Le directeur de l’IDRIS estime que les performances de Jean Zay sont prises en compte dans « discussions en cours sur la future machine exaflop française« .