Regroupés dans un réseau appelé Calcul Québec, ces quatre superordinateurs, appartenant aux universités Laval, de Sherbrooke, de Montréal et Polytechnique, sont sollicités 24 heures sur 24 par près de 2000 chercheurs de la province, dont les travaux ont mené autant à la modélisation des ondes gravitationnelles théorisées par Albert Einstein qu’à une meilleure compréhension des marchés financiers.

« Sans Calcul Québec, nos recherches seraient impossibles », dit Stéphane Moreau, professeur de génie mécanique à l’Université de Sherbrooke. Le spécialiste en aéro-acoustique a utilisé durant neuf ans les 75 000 cœurs de calcul du réseau – un MacBook Pro en compte seulement quatre – pour modéliser le bruit généré par le turboréacteur LEAP de General Electric, qui motorise la C Series, tout comme les appareils A320Neo d’Airbus et le modèle 737 de Boeing.

Un puissant commutateur

À l’Université de Montréal, le superordinateur de Calcul Québec se trouve dans une petite salle de 100 m2, située au premier étage du pavillon Roger-Gaudry, dont la tour emblématique surplombe le mont Royal. Presque toute la recherche qui utilise de l’analyse de données au Québec passe à travers cette forêt de câbles et de clignotants, sous le bruit assourdissant des ventilateurs qui tournent à plein régime.

Les 640 serveurs de ce laboratoire, marqués IBM, Sun ou Dell, ne sont pas plus puissants que ceux de n’importe quelle entreprise. À une différence près : à l’aide d’un commutateur haute vitesse, ils communiquent entre eux 1000 fois plus vite que le plus rapide des services internet résidentiels, à travers une bande passante qui épuiserait les données comprises dans un forfait web de base en une seule seconde.

« De cette façon, les serveurs peuvent travailler ensemble comme s’ils ne formaient qu’un seul ordinateur. »

— Jean-François St-Pierre, directeur adjoint aux opérations de Calcul Québec

Le spécialiste en informatique place sa main devant l’un des casiers, de la taille d’un petit frigo, contenant les serveurs qui consomment autant d’électricité que 120 foyers québécois. « Celui-ci est froid, dit-il au sujet du casier réservé à l’équipe de recherche en intelligence artificielle du spécialiste Yoshua Bengio. Je peux te dire qu’ils ne sont pas en train de travailler. »

Le contrôle de la chaleur dégagée par le centre de données, comme celui du niveau d’humidité, est une préoccupation constante. À travers le plancher, des bouches d’aération poussent en permanence de l’air refroidi à 15 degrés Celsius.

« Chacune des installations gérées par Calcul Québec coûte entre 15 et 20 millions et a une durée de vie d’environ sept ans, explique Suzanne Talon, directrice générale de Calcul Québec. Comme la demande pour nos services explose et que l’informatique évolue toujours, il faut constamment rénover nos laboratoires. »

des Investissements d’Ottawa

Lors de la présentation de son dernier budget, le gouvernement Trudeau a dévoilé qu’une somme de 572 millions sera investie sur cinq ans, et 52 millions annuellement par la suite, pour financer l’infrastructure de recherche numérique dont fait partie Calcul Québec, sous l’égide de Calcul Canada.

« Il y a 10 ans, seuls des ingénieurs, des physiciens et des chimistes utilisaient nos serveurs de calcul, dit Mme Talon. En plus des chercheurs en intelligence artificielle, qui étaient déjà là.

« Les avancées en génomique voici cinq ans ont fait déborder la demande pour de l’espace de stockage et le traitement de données, poursuit-elle. Puis se sont ajoutés des secteurs aussi variés que la recherche sur la gestion des transports, la logistique, l’optimisation des chaînes d’approvisionnement, en sciences humaines ou même en littérature. Tout ça est émergent. »

« Ça fait en sorte qu’on doit fournir une capacité non plus en téraoctets, mais en pétaoctets, soit en millions de milliards de bits. »

— Suzanne Talon, directrice générale de Calcul Québec

Les services de Calcul Québec sont gratuits pour les chercheurs du secteur universitaire. « Un ordinateur, c’est la chose la plus facile au monde à partager », dit Suzanne Talon. La mise en commun des ressources fait en sorte que leur gestion coûte bien moins cher.

Les scientifiques du secteur privé peuvent aussi y avoir recours, et Calcul Québec met d’ailleurs gratuitement à leur disposition 1000 heures de calcul afin qu’ils puissent tester leurs algorithmes.

« Pour l’instant, peu d’entreprises savent qu’elles peuvent faire affaire directement avec nous dans le cadre de leurs projets de recherche et développement, dit Suzanne Talon. Plusieurs d’entre elles utilisent toutefois indirectement nos ressources de calcul par le biais de collaboration avec des universités québécoises et canadiennes. »

Modéliser les marchés financiers

L’économiste Georges Dionne, de HEC Montréal, interroge les serveurs de Calcul Québec pour mieux comprendre les marchés financiers, notamment les crises de liquidités, l’impact de la négociation d’actions à haute fréquence sur les investisseurs patients, comme les fonds de retraite, et les risques liés à la création de titres financiers comme ceux qui sont à l’origine de la dernière récession.

Optimiser des hydroliennes

Le professeur Guy Dumas, du département de génie mécanique de l’Université Laval, tente de mettre au point une hydrolienne à ailes oscillantes, différente des modèles traditionnels à pales rotatives, qui soit viable commercialement. Les superordinateurs de Calcul Québec lui permettent entre autres de mesurer l’endroit optimal où ces générateurs d’énergie renouvelable doivent être positionnés dans un cours d’eau pour maximiser la production d’électricité.

Analyser Michel Tremblay

Développée par Stephan Sinclair, professeur en langues de l’Université McGill, Voyant est une application de sciences humaines numériques hébergée par Calcul Québec qui permet d’analyser sous toutes ses coutures un texte littéraire, comme une pièce de Michel Tremblay ou un roman de Réjean Ducharme. Voyant serait l’outil en ligne le plus utilisé de tout le réseau chapeauté par Calcul Canada.

Écouter l’univers

L’astrophysicienne Victoria Kaspi, de l’Université McGill, utilise la capacité de Calcul Québec dans sa chasse aux pulsars, ces étoiles à neutrons dont la densité est si grande qu’elle modifie l’espace-temps. À l’aide des superordinateurs, elle isole, à la milliseconde près, les signaux émis par les pulsars parmi le bruit radio de l’univers, qu’elle capte à l’aide de deux radiotélescopes situés à Porto Rico et en Virginie-Occidentale.