Investir dans les ressources en calcul informatique de pointe est essentiel à la compétitivité scientifique et l’innovation au Canada

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Par Mark Dietrich, président et chef de la direction de Calcul Canada

Dans le monde de la science, nous savons déjà que bon nombre des problèmes que nous affrontons sont déjà trop grands pour qu’un établissement ou une industrie, une province ou même une pays puisse les résoudre toute seule. La communauté scientifique tente de trouver des solutions depuis des décennies; des investissements ont été réalisés dans un nombre croissant de projets de « mégascience ». Ceux-ci représentent de vastes collaborations nationales et internationales, dont beaucoup ont déjà amélioré des vies, fait progresser des économies et donné des résultats scientifiques impressionnants.

Le calcul informatique de pointe (CIP) alimente les inventions et les innovations dans presque tous les secteurs de l’industrie canadienne — d’un remède contre une maladie à l’aérospatiale en passant par le transport, la fabrication et les biens de consommation. Le CIP a transformé la façon dont le monde effectue des recherches en science et génie, favorisant ainsi les découvertes, l’émergence d’idées nouvelles et le développement de moyens que nous croyions auparavant impossibles. Ces machines et les experts qui les employent sont indispensables pour extraire la valeur des mégadonnées et pour sous-tendre le développement d’une main-d’œuvre diversifiée et bien préparée au XXIe siècle. Beaucoup plus puissants qu’un ordinateur de bureau, les superordinateurs sont essentiels à l’infrastructure nationale de l’innovation et de la recherche.

La plateforme intégrée nationale de ressources de calcul scientifique, les outils de gestion de données de recherche, la cyberinfrastructure de données, l’assistance logicielle et le soutien d’experts de Calcul Canada sont à la disposition de tous les chercheurs canadiens — plus de 10 000 d’entre eux utilisent nos ressources aujourd’hui.

La résolution de grands défis nécessite souvent une puissance informatique énorme. La simulation par ordinateur peut court-circuiter des années d’expérience en laboratoire. Plus la puissance informatique utilisée pour régler des problèmes est importante, plus les résultats sont exacts et plus les progrès scientifiques sont rapides. Au lieu de prévoir le temps qu’il fera dans les 30 prochaines minutes, il est possible de le faire pour les 30 prochains jours. Au lieu de trouver un moyen de guérir le cancer au cours de la vie de nos petits-enfants, nous pourrons peut-être y parvenir au cours de la nôtre.

Le CIP est sans aucun doute un élément essentiel pour parvenir à l’excellence scientifique.  Un rapport publié en 2016 par Calcul Canada a révélé que le FWCI (Impact des citations par champ de recherche) moyen des publications utilisant sa puissance de calcul était nettement supérieur à la moyenne mondiale dans les 22 disciplines, où plus d’une centaine de documents résultant du soutien de CC ont été rapportés. Dans certains cas, ce nombre était plus que le double. Alors que la moyenne canadienne du FWCI a tendance à être supérieure à celle du monde entier, les publications soutenues par Calcul Canada ont toujours dépassé ce score national plus élevé.

Il existe des défis. Les nouvelles méthodes et instruments scientifiques, tels que les séquenceurs génomiques, génèrent considérablement plus de données qu’il y a cinq ans. Aucun établissement de recherche ou consortium ne peut à lui seul rassembler les ressources CIP nécessaires pour analyser les données dont on dispose. La mise en commun et le partage des ressources CIP sont les seuls moyens à la disposition des chercheurs canadiens pour faire des percées majeures, afin de régler les problèmes d’envergure.

Les nouveaux systèmes de Calcul Canada mis en service cette année et l’année prochaine porteront nos capacités informatiques collectives de 2 pétaflops à 12 pétaflops et amélioreront considérablement nos capacités de stockage et de gestion de données. Cet heureux investissement remplace la capacité vieillissante, mais il nous ne permettra toujours pas de suivre la cadence des besoins dans le domaine de la science au Canada.

Pour le Canada, le risque de prendre du retard est bien visible. Calcul Canada est actuellement en mesure de satisfaire seulement la moitié des exigences du calcul informatique de pointe au pays. Nous savons que, selon les estimations des chercheurs que nous desservons aujourd’hui, les besoins computationnels accroitront plus de sept fois au cours des cinq prochaines années tandis que les exigences de stockage connaitront une hausse estimée à plus de 15 fois.

Le CIP compte parmi les projets scientifiques qui sont trop couteux pour que n’importe quel établissement ou n’importe quelle province s’en charge. Aux États-Unis, XSEDE est un projet national qui intègre les activités de grands centres de calcul de haute performance et de douzaines de centres plus petits en une installation homogène à laquelle on peut accéder des quatre coins du pays. Au sein de l’Union européenne, PRACE (Partenariat pour le calcul avancé en Europe) et EGI (the European Grid Infrastructure) ont été créés afin de parvenir aux mêmes résultats partout en Europe pour les utilisateurs de la superinformatique et des systèmes informatiques de grande capacité. Ces trois organisations forment des fédérations qui ont passé des années à chercher un consensus sur les procédures d’exploitation, des systèmes communs et des attentes de rendement, créant ainsi plus de valeur pour leurs utilisateurs que si chaque partenaire fonctionnait indépendamment.  

En tant que Canadiens, nous sommes très soucieux de maintenir notre statut mondial dans les principaux domaines scientifiques et, depuis quelques années, nous avons pris du retard. Aujourd’hui, nous risquons de perdre des chercheurs et des experts en CIP qui préfèreront peut-être les pays ayant la capacité de leur fournir des ressources de calcul informatique de pointe ultramodernes et nous risquons même encore plus. Calcul Canada a analysé les données publiques sur les systèmes informatiques de haute performance provenant du monde entier (la liste des « 500 meilleurs », top500.org), regroupant les capacités computationnelles trouvées dans les secteurs universitaires et de recherche pour chaque pays et comparant la capacité computationnelle totale avec le nombre total de chercheurs en enseignement supérieur, tel que rapporté par l’UNESCO.  À l’aide de la mesure, gigaflop/s par chercheur (unité de mesure des ressources informatiques), il est possible d’obtenir une représentation des ressources nationales qui n’est pas déformée par l’échelle ou le barème des différents pays impliqués.  De ce fait, le Canada s’est classé 6e à l’échelle mondiale en 2009. Il est arrivé 24e en 2015 sur environ 34 pays pour lesquels des données étaient disponibles.  Depuis 2009, le rang du Canada n’a cessé de dégringoler et il ne progresse pas au même rythme que les autres pays du G20.

Le danger de l’exode d’experts est réel. Le Canada perdra à la fois ses esprits les plus brillants et notre meilleur personnel expert si nous ne fournissons pas les ressources qu’ils désirent et requièrent. Il existe beaucoup d’autres organisations internationales qui ne cherchent qu’à attirer les talents les plus prometteurs du Canada.

Accroitre l’efficacité des infrastructures et des opérations

L’infrastructure CIP n’est pas quelque chose que l’on peut acheter en ligne. De nos jours, plus de 70 % de l’usage nécessite des capacités à l’avant-garde de la technologie. Calcul Canada assume la tâche de rester au courant des technologies toujours en évolution, telles que la portabilité de la charge de travail, les systèmes de stockage et la résilience des données. Nous veillons également à la coordination de la gestion technologique entre les divers sites de CC, afin de garantir la configuration et l’entretien continus des systèmes. De cette manière, nous pouvons offrir des services aux chercheurs presque partout dans notre plateforme sans heurter des barrières d’infrastructure ou de programmation. Nous assurons, de même, la sensibilisation et l’actualisation afin d’appuyer les tendances mondiales visant les services communs et l’interexploitabilité.

Calcul Canada libère les établissements participants de ces problèmes. En étroite collaboration avec les membres, nous apportons des précisions et travaillons de concert avec nos établissements afin d’acquérir les systèmes. Nous les entretenons. Nous formons les chercheurs pour qu’ils puissent les utiliser. Nous fournissons de l’aide à la programmation et des services communs. De plus, nous avons un nouveau service de gestion de données de recherche et de stockage fédéré, dont le déploiement est prévu au cours des deux prochaines années, qui aidera les chercheurs à stocker et gérer leurs propres données tout en pouvant localiser et accéder aux données des autres.

Ensemble, avec nos partenaires régionaux et nos établissements, nous avons un modèle de classe mondiale en place pour offrir des services à l’échelle nationale et locale. Nous devons faire en sorte que notre capacité de calcul va de pair avec nos investissements en recherche. Avec une meilleure coordination et un modèle de financement reflétant le rôle essentiel du calcul informatique de pointe, nous pouvons produire et soutenir de meilleurs résultats de nos investissements en recherche et cela, plus rapidement.

Donnons à nos gens brillants les outils nécessaires pour rivaliser à l’échelle mondiale. Investissons dans les ressources de calcul informatique de pointe de classe mondiale qui sont nécessaires pour appuyer la science que nous finançons. Il s’agit de l’infrastructure de l’innovation qui fournit les fondements de la fabrication 3D; la contribution à la guérison de maladies et l’explication de notre environnement. L’ensemble touche immédiatement nos vies, notre communauté de chercheurs et notre économie.

 

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À propos de Mark Dietrich :

Mark Dietrich est président et chef de la direction de Calcul Canada. À la fois chef d’entreprise et chef de file, Mark Dietrich cumule des dizaines d’années d’expérience en tant que cadre supérieur et a abondamment démontré ses talents, notamment dans la création et la transformation d’organisations, l’accroissement des revenus et l’optimisation de l’efficacité organisationnelle. Il se spécialise dans les stratégies d’affaires innovantes, le marketing, l’expansion des entreprises et une prestation de services hors du commun. Auparavant, monsieur Dietrich assumait la direction générale de l’Ontario Society of Professional Engineers (OSPE), l’Ordre professionnel des ingénieurs ontariens. Avant son entrée à l’OSPE, monsieur Dietrich a fondé Bloodstone Solutions Inc., entreprise torontoise spécialisée dans l’innovation en matière de valeur stratégique, dans les services allégés et dans les solutions d’administration électronique qui dispensait ses services professionnels à une clientèle des secteurs public et privé. Monsieur Dietrich a aussi été vice­président exécutif et directeur de l’exploitation de l’Ontario Research and Development Challenge Fund (ORDCF), fonds de 500 millions de dollars mis sur pied par le gouvernement ontarien pour soutenir la recherche de pointe novatrice et axée sur l’industrie dans les universités et les hôpitaux. L’ORDCF a financé une centaine de partenariats de recherche universitaires et industriels dans une multitude de domaines, dont la nanotechnologie et la bioinformatique.

Monsieur Dietrich a acquis une expérience très variée en développement de produits, commercialisation, prestation de services et marketing au fil des postes de cadre supérieur qu’il a occupés dans diverses entreprises de la région de New-York. Ses succès touchent maintes industries des États­Unis et du Canada, parfois dotées d’un volet international, au nombre desquelles figurent le secteur des services d’expert-conseil (stratégie, markéting, amélioration des processus, innovation dans les modèles d’affaires), celui des services de technologie et d’information (prestation de services Internet, commercialisation, solutions techniques) et le financement (financement par projet et financement reposant sur l’actif). M. Dietrich détient un baccalauréat en génie électrique, science informatique et mathématique de l’Université Vanderbilt à Nashville, au Tennessee.

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