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Alors que le cloud est désormais omniprésent dans l'informatique d'entreprise, il y a un domaine où le passage au cloud ne fait que commencer tranquillement : le supercalcul. Terme fourre-tout désignant les ordinateurs les plus grands et les plus puissants du monde, les superordinateurs n'étaient autrefois disponibles que pour les gouvernements, les universités de recherche et les sociétés les mieux nanties, et étaient utilisés pour déchiffrer les codes ennemis, simuler la météo et concevoir des réacteurs nucléaires. Mais aujourd'hui, le cloud fait entrer le supercalcul dans le courant dominant.
Cette transition a le potentiel d'accélérer (ou de perturber) la façon dont les entreprises proposent des produits d'ingénierie complexes, de la conception de fusées capables d'atteindre l'espace et des jets supersoniques à la création de nouveaux médicaments et à la découverte de vastes gisements de pétrole et de gaz cachés profondément sous terre. Tout comme le cloud computing d'entreprise a créé de nouvelles façons pour les entreprises d'engager les clients et les perturbations du logiciel en tant que service à l'informatique mobile, le supercalcul ouvrira de nouvelles possibilités d'innovation en accélérant la vitesse de R&D et le développement de produits par des ordres de grandeur.
Par exemple, le programme de transport supersonique Concorde a mis 25 ans et 5 milliards de dollars (ajusté pour tenir compte de l'inflation) pour lancer son premier vol commercial en 1976. Comparez cette chronologie avec Boom Supersonic, une startup qui promet de réduire de moitié le temps de trajet en avion, faisant la navette entre New York et Paris en 3h30. Fondée seulement en 2014, elle prévoit de livrer son avion de ligne supersonique Overture en deux fois moins de temps, à une petite fraction du coût et du personnel.
La vitesse de R&D rapide de Boom a été alimentée par le supercalcul dans le cloud. Des simulations logicielles rapides ont permis à l'entreprise de remplacer la plupart des prototypes physiques et des essais en soufflerie requis par le Concorde. Grâce au cloud, Boom (qui est un client Rescale) pourrait se permettre d'exécuter rapidement 53 millions d'heures de calcul sur Amazon Web Services (AWS) avec des plans pour passer à plus de 100 millions d'heures de calcul. La société s'est déjà engagée auprès de United à acheter 15 de ses avions de transport supersoniques, même si l'avion n'a pas encore volé. C'est la confiance que les compagnies aériennes accordent aux millions d'heures de résultats de simulation informatique produits à ce jour.
Ainsi, compte tenu du potentiel de cette technologie, pourquoi moins d'un supercalculateur sur quatre pour les simulations est-il basé sur le cloud ? La réponse simple est que c'est difficile. L'ingénierie informatique nécessite une pile technologique complexe et spécialisée, et peu de services informatiques des entreprises disposent de l'expertise interne pour mettre en place une véritable opération de R&D dans le cloud.
Il y a plusieurs raisons à cela. Premièrement, l'infrastructure informatique haute performance, qui rend possible l'ingénierie informatique, est une nouvelle offre pour les fournisseurs de cloud public. Deuxièmement, le logiciel de simulation requis peut être complexe à configurer et à entretenir. Troisièmement, choisir la bonne combinaison logiciel/matériel et maintenir la bonne configuration à mesure que la technologie informatique progresse est essentiel pour obtenir des performances optimales pour les charges de travail d'ingénierie informatique. Je sais à quel point ce processus peut être difficile pour les organisations car mon entreprise, Rescale, est spécialisée dans l'aide aux entreprises pour la mise en place et l'automatisation de ces systèmes.
Bien qu'il puisse être difficile de faire fonctionner un supercalculateur basé sur le cloud, les récompenses peuvent en valoir la peine. Aujourd'hui, les chercheurs peuvent utiliser le logiciel de simulation de leur choix avec une puissance de calcul presque illimitée, sans jamais avoir à se soucier de l'infrastructure, et exécuter des postes de travail basés sur le cloud pour interagir avec leurs simulations ou leurs modèles. Les leaders technologiques peuvent appliquer des politiques pour contrôler les coûts et trouver l'équilibre entre le temps de résolution et le coût le plus bas. En bref, il s'agit d'une expérience de calcul intensif centrée sur la R&D, disponible à la demande et facturée à la consommation.
La question est : comment savez-vous que vous avez un problème qu'un supercalculateur pourrait aider à résoudre ?
Quand un supercalculateur en vaut-il la peine ?
Au cours de la dernière décennie, le Big Data a donné à l'entreprise de nouvelles informations commerciales approfondies et amélioré la manière dont les grands ensembles de données sont analysés. Les méthodes informatiques en R&D amélioreront tout aussi profondément les performances physiques des produits d'ingénierie grâce à des simulations. Le fil conducteur de toutes les simulations est que nous déterminons les observations probables de la manière dont un produit interagirait avec son environnement, sur la base des principes scientifiques qui façonnent notre monde - de la physique à la chimie en passant par la thermodynamique.
Le supercalcul basé sur le cloud peut être particulièrement utile aux organisations dans les situations suivantes :
Accélérer la mise sur le marché : l'évaluation de nouvelles conceptions via une simulation basée sur le cloud au lieu d'un prototypage physique peut accélérer considérablement la vitesse à laquelle les entreprises sont capables de commercialiser de nouvelles innovations de produits. La startup basée en Floride, Sensatek, a créé un capteur IoT innovant qui adhère aux aubes de turbine pour mesurer les contraintes internes sur les moteurs à réaction pendant le vol. L'armée de l'air voulait acheter les capteurs de Sensatek, mais l'entreprise n'avait pas les ressources nécessaires pour acheter des supercalculateurs pour perfectionner son produit assez rapidement, jusqu'à ce qu'elle se tourne vers le calcul haute performance dans le cloud. De même, Specialized Bicycles effectue des simulations avec un prototypage rapide afin de pouvoir affiner rapidement l'aérodynamique et les performances globales de leur vélo de route.
Jumeaux numériques : la simulation de l'interaction d'un produit avec des scénarios réels est essentielle lorsque le prototypage physique n'est pas pratique. Par exemple, Commonwealth Fusion Systems, une startup de réacteurs nucléaires à fusion, s'appuie sur des simulations pour valider les conceptions potentielles de réacteurs, car aucun réacteur à fusion commercial n'a jamais existé. Firefly Aerospace, une startup de fusées basée au Texas, s'appuie sur l'ingénierie informatique pour explorer et tester les conceptions de ses fusées commerciales lunaires. De même, les fabricants de médicaments ont besoin de simulations complexes pour savoir comment les molécules vont interagir avec un environnement biologique avant de pouvoir s'engager à produire de nouvelles percées dans la découverte de médicaments.
Combinez l'IA/ML avec la simulation : les simulations peuvent non seulement prédire les performances d'un seul produit conçu par l'homme, mais elles peuvent également prédire les performances d'une gamme complète de conceptions potentielles. Les organisations qui investissent dans ces expériences virtuelles développent une propriété intellectuelle sur les modèles couvrant un large éventail de paramètres de conception et d'implications sur les performances des produits. C'est là que les entreprises qui adoptent tôt acquièrent un avantage concurrentiel avec leurs actifs de données. Les constructeurs automobiles comme Nissan, Hyundai et Arrival permettent à leurs ingénieurs de tester beaucoup plus facilement et plus rapidement de nouvelles techniques de conception pour construire des véhicules plus sûrs et plus efficaces dans un environnement d'exploitation de plus en plus complexe avec des capacités autonomes, électriques et connectées. Lors du développement de systèmes avancés d'aide à la conduite, les algorithmes ML peuvent entraîner le logiciel du conducteur dans des mondes simulés. Tout comme les essais en soufflerie d'avions sont devenus virtuels, les essais de systèmes de conduite autonomes peuvent l'être aussi. Dans le domaine des sciences de la vie, Recursion Pharmaceuticals applique des techniques d'intelligence artificielle à la biologie et accélère la découverte de nouveaux médicaments en analysant les cellules 20 fois plus rapidement grâce à l'apprentissage automatique sur des superordinateurs.
Nouveaux produits ou services basés sur le calcul : l'échelle du cloud et sa nature connectée créent de nouvelles possibilités pour la science et l'ingénierie. Par exemple, Samsung Electronics a créé une plate-forme basée sur le cloud pour la collaboration en matière d'ingénierie informatique, afin que les clients sans usine - qui conçoivent et vendent du matériel, mais ne le fabriquent pas - puissent utiliser divers outils d'automatisation de la conception électronique à la demande et collaborer sur des conceptions avec Samsung avant fabrication. Cette nouvelle approche apporte essentiellement l'intégration continue (une pratique courante dans le développement de logiciels aujourd'hui) aux produits d'ingénierie. Les ingénieurs peuvent non seulement valider rapidement leurs décisions de conception, mais également intégrer leurs conceptions à un système global pour une collaboration transparente et une simulation et une validation au niveau des systèmes.
Du Big Data au Big Compute
Avec tous les investissements de la dernière décennie autour des médias sociaux, des technologies mobiles et du cloud, les prochaines transformations majeures du secteur sont susceptibles de se produire dans le monde de la science et de l'ingénierie . Dans ce nouveau monde, la génération de données - et pas seulement la collecte - gagnera en importance à mesure que les simulations créant des jumeaux numériques de produits du monde réel deviendront plus courantes.
L'exploitation du supercalcul dans le cloud devient fondamentale pour l'innovation dans de nombreux secteurs, d'autant plus que l'intégration continue et la livraison continue rattachent la R&D de plus en plus aux cycles de produits et au processus de livraison de logiciels d'une entreprise. Le supercalcul dans le cloud rend possible ce qui ressemblait hier à de la science-fiction. En effet, il existe des industries entières qui n'existent que grâce à cette nouvelle capacité de calcul, comme les voyages spatiaux privés.
Les sociétés de fusées comme SpaceX et Blue Origin étaient à peine possibles il y a 15 ans. Ces leaders de l'innovation dans le domaine de l'aérospatiale ont eu besoin de centaines de millions de dollars rien que pour construire l'infrastructure informatique capable d'exécuter les simulations dont leurs entreprises avaient besoin. Mais les entreprises aérospatiales de nouvelle génération comme Firefly, Relativity et Virgin Orbit peuvent désormais fournir des résultats de R&D à moins d'un dixième du coût de leurs homologues hérités. Et ils peuvent le faire aujourd'hui à n'importe quelle échelle, supprimant rapidement les obstacles à l'innovation.
Aujourd'hui, n'importe qui peut faire tourner un supercalculateur de classe mondiale avec sa carte de crédit. Cela modifie le rythme et la dynamique de l'innovation, dont l'impact ne commence que récemment à se faire sentir.
