Jupiter, le supercalculateur installé en Allemagne pour rivaliser avec les Etats-Unis et la Chine dans l’IA

Dans la course à l’IA, l’Allemagne vient de franchir une étape avec le supercalculateur Jupiter, installé au centre de recherche de Jülich, en Rhénanie-du-Nord-Westphalie.

Un investissement de 500 millions d’euros

Jupiter représente un coût de près de cinq cents millions d’euros, financé conjointement par l’Union européenne, le gouvernement fédéral et le Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Jupiter est destiné aux chercheurs, aux industries et aux organismes publics de l’Europe afin de stimuler l’innovation. La machine a été inaugurée le 5 septembre après 2 ans de travaux.

L’événement s’est déroulé en présence du Chancelier fédéral d’Allemagne Friedrich Merz – qui s’est montré particulièrement satisfait que ce supercalculateur soit situé en Allemagne -, de Hendrik Wüst, ministre-président du Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, de Dorothee Bär, ministre fédérale de la Recherche, de la Technologie et de l’Espace, et d’Ina Brandes, ministre de la Culture et des Sciences du Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie. « Nous voulons que l’Allemagne devienne une nation de l’IA. Nous avons inscrit cela dans notre accord de coalition » rappelle le Chancelier Friedrich Merz.

L’Allemagne  installe sur son sol le plus puissant supercalculateur jamais déployé en Europe. Le calculateur est doté de près de 24 000 processeurs Nvidia GH200 Grace Hopper, répartis sur des milliers de nœuds, et complété par un module équipé de processeurs Rhea développés en Europe. Jupiter devrait franchir le seuil d’une puissance de calcul équivalente à 10 millions de PC portables connectés.

24 000 processeurs GPU de Nvidia

Au sein de la machine, les 24 000 processeurs graphiques (GPUs) de Nvidia sont interconnectés avec le réseau NVidia Quantum-2 InfiniBand optimisé pour les applications hautement parallèles telles que l’entraînement de modèles d’IA ou les simulations gourmandes en puissance de calcul.

La vocation de Jupiter est multiple. Ce supercalculateur doit aider à accélérer dans IA, dans la recherche et dans l’industrie. Les chercheurs en intelligence artificielle pourront entraîner des modèles de LLM (Large Language Model) de nouvelle génération, qu’il s’agisse de modèles linguistiques multilingues, de fondations technologiques pour l’industrie numérique ou de systèmes de diagnostic médical.

Les climatologues européens devraient parvenir à accélérer la modélisation des phénomènes extrêmes avec une précision inédite et affiner les prévisions du changement climatique. Les chercheurs comptent aussi sur Jupiter pour explorer le fonctionnement du cerveau humain, simuler des maladies complexes et contribuer à la découverte de médicaments.

Conception de nouveaux matériaux, biologie et ingénierie industrielle

Dans le domaine industriel, Jupiter doit fournir des jumeaux numériques pour tester de nouveaux matériaux et optimiser la consommation d’énergie. La biologie, la physique des particules et l’ingénierie industrielle devraient également bénéficier de cette infrastructure. À pleine charge, Jupiter consomme dix-huit mégawatts. Il est optimisé sur le plan énergétique avec un système de refroidissement par eau chaude et la récupération de chaleur. Le site de Jülich accueille plusieurs centaines de chercheurs, d’ingénieurs et de techniciens mobilisés pour exploiter et maintenir Jupiter.

La mise en service de cette infrastructure représente un sérieux pas en avant, à l’heure où les Américains exploitent déjà le calculateur Frontier et préparent El Capitan, tandis que Pékin mise sur ses machines Sunway. Avec Jupiter, l’Allemagne héberge un calculateur qui se hisse au quatrième rang mondial. Il reste toutefois dépendant de composants électroniques étrangers puisque les GPU proviennent des États-Unis. Les responsables européens insistent néanmoins sur l’importance de garantir un accès équitable à cette ressource de calcul, afin que les grandes universités comme les start-up puissent bénéficier de sa puissance.

Le supercalculateur est basé sur des solutions de Eviden (une branche d’Atos) et Partec AG. Partec AG est une société allemande spécialisée dans les solutions de High-Performance Computing (HPC), les ordinateurs quantiques, et les logiciels systèmes pour supercalculateurs. Atos via Eviden apporte ainsi son matériel BullSequana (Booster GPU) et l’architecture de data center modulaire. ParTec délivre l’architecture modulaire et les logiciels d’orchestration (ParaStation/“JMS”) et contribue au module CPU/cluster (SiPearl Rhea).

Eviden, branche d’Atos, fournit le module Booster de Jupiter

Côté cocorico, Atos, la société française de services informatiques et de supercalculateurs délivre le module Booster de Jupiter, conçu pour les simulations à grande échelle et l’entraînement de l’IA. Jupiter est la propriété de l’Initiative européenne pour le supercalcul (EuroHPC Joint Undertaking EuroHPC JU) et opéré par le Centre de supercalcul de Jülich (JSC).

L’ensemble du système est intégré dans un centre de données modulaires, conçu et déployé par Eviden, une solution pour construire un centre de données avec des modules préconstruits et interchangeables. La puissance de Jupiter doit permettre d’accélérer considérablement l’entraînement des grands modèles linguistiques, afin de favoriser les avancées dans le domaine de l’IA générative, comme OpenGPT-X, un modèle multilingue. Ce supercalculateur doit permettre aux chercheurs d’entraîner des modèles d’IA plus rapidement et plus efficacement, et faire progresser les capacités de l’IA dans les domaines de la science, de l’industrie et des médias.

Selon Atos, en matière de prévision météorologique et de simulation climatique, les chercheurs peuvent exécuter le modèle atmosphérique ICON à une résolution sans précédent, pour simuler de façon très détaillée des scénarios climatiques futurs. Cette avancée doit aider les prévisions des phénomènes météorologiques extrêmes et des changements climatiques à long terme, pour mieux comprendre l’impact de l’augmentation des niveaux de CO₂.

Simuler le cerveau avec un meilleur réalisme

En matière de neurosciences, les chercheurs peuvent simuler les réseaux neuronaux du cerveau avec un meilleur réalisme biologique, jusqu’au détail des neurones individuels et de leur comportement dynamique, toujours selon Atos. Ces modèles haute résolution sont alimentés par des logiciels tels qu’Arbor. Ils doivent permettre d’approfondir notre compréhension du processus d’apprentissage, de la mémoire et des maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer.

L’installation du super calculateur Jupiter intervient alors que la Commission européenne a annoncé ​​la construction d’au moins cinq Giga factories d’IA en Europe. L’Allemagne veut que l’une d’elles au moins soit installée sur son sol. « Plusieurs consortiums allemands très puissants se sont lancés et ont déjà manifesté leur intérêt à Bruxelles. Le Centre de recherche de Jülich est un participant de premier plan. Si les partenaires du consortium unissent leurs efforts, nous avons de bonnes chances de nous imposer face à une forte concurrence européenne » annonce le Chancelier Friedrich Merz.

« Comme me l’a dit Jensen Huang, le directeur de Nvidia, il y a quelques semaines à Berlin, lors d’une visite à la Chancellerie : l’ingénierie mécanique, c’est possible en Allemagne ; nous sommes capables de perfection. On peut aussi l’utiliser pour construire des centres de données, des Giga factories » conclut-il.

Des startups IA performantes en Allemagne

Jupiter est un acronyme qui signifie Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research, c’est-à-dire Entreprise commune pionnière pour la recherche exascale innovante et transformatrice. L’Allemagne se félicite de ses startups performantes dans le domaine de l’IA , comme DeepL dans le domaine de la traduction automatique, Black Forest Labs dans la génération d’images et Helsing dans le domaine de la sécurité et de la défense.