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Calculs Haute Performance (HPC)

Nos activités d'études mécaniques et de développement nécessitent des besoins en puissance de calcul très importants. Nous avons développé depuis une décénie une forte expérience des outils et méthodes utilisées pour mettre en place du calcul haute performance (HPC).

Que vos besoins concernent l'installation et/ou l'administration de vos clusters de calculs, la mise à disposition de machines de calculs pour une période temporaire ou l'accès à des ressources de calculs externalisées, nous sauront répondre à vos différents besoins en matière de HPC.


CLUSTERS DE CALCULS

ALNEOS installe des serveurs de calculs et configure les logiciels pour une utilisation parallèle :hpc2

  • Installation / administration de cluster de calcul
  • Construction et optimisation de vos applications parallèles MPI avec les outils les plus performants (compilateurs Intel et bibliothèques mathématiques Intel-MKL, bibliothèque parallèle MPI Intel-MPI, OpenMPI, Mpich-2, ou fournie par le constructeur) et intégration dans l'environnement du cluster de calculs (gestionnaire de batch, configuration des utilisateurs, etc.)
  • Configuration de vos applications permettant de tirer au mieux partie de votre matériel (répartition coeurs / processeurs, vitesse d'accès disque, mémoire disponible, etc..) : utilisation de parallélisme à plusieurs niveaux : MPI / MKL multithread / OpenMP
  • Construction d'une version de Code_Aster parallèle MPI optimale pour votre cluster
  • Passage de benchmarks sur votre cluster (Linpack, solveur MUMPS, solveur Code_Aster) et validation des performances ; comparaison à la base des clusters installés par ALNEOS

CALCULATEURS CLÉ EN MAIN

calculateurPour plus de flexibilité, nous vous proposons la location de calculateurs clé en main, pour une durée déterminée. Ces serveurs de calculs seront préconfigurés dans nos locaux puis livrés et installés dans votre environnement informatique. Pendant toute la durée de la location, nous assurerons la maintenance du serveur et des applications. Cette solution vous permet d'avoir un parc de machines scientifiques toujours fonctionnelles, pour faire face à des besoins ponctuels en puissance de calcul et/ou de visualisation (pics d'activité, présence de stagiaires, etc.).

 

CALCULS À LA DEMANDE, CALCULATEURS DISTANTS

Nos activités d'études mécaniques et de développement nécessitent des besoins en puissance de calcul très importants. Depluis plusieurs années, nous nous sommes interessés à l'externalisation des ressources de calculs.

Pour faire face à des pics de besoins en puissance de calculs, nous vous donnons accès à des ressources externalisées, avec facturation "à la demande" (allant d'une heure à plusieurs mois). Nous avons développé un outil permettant d'exploiter des ressources externalisées de manière transparente.

Nous travaillons en partenariat avec plusieurs hebergeurs de solutions externalisées, afin de mettre à disposition vos logiciels sur l'infrastructure exploitée par ALNEOS la plus adaptée à vos applications :

  • Oxalya VirtualNodes est un cluster HPC physique avec un réseau rapide Infiniband et des disques durs locaux rapides. VirtualNodes est particulièrement adapté aux calculs utilisant une parallélisation MPI et de nombreux processeurs ou nécessitant beaucoup d'accès disque.
  • Amazon EC2 est une solution de type Cloud Computing. Les noeuds de calculs permettent de gérer plus de mémoire (jusqu'à 64 Go), cependant les accès disques se font par réseau et sont donc plus lents qu'un disque local. Amazon EC2 est donc particulièrement adapté pour des calculs nécessitant beaucoup de mémoire et peu d'accès disques.
  • OVH pCC est une solution de type cluster physique virtualisé : le client loue des machines physiques sur lesquelles est installée la solution de virtualisation Vmware ESXi. Une machine virtuelle Vmware, exploitée par ALNEOS, contiendra vos applications. Cette solution permet de gérer beaucoup de mémoire (jusqu'à 256 Go de mémoire) et les accès disques sont proches d'un disque local.

Les différentes solutions techniques répondant de manière optimale des besoins différents, nous avons fait le choix de travailler avec les trois. Un audit de vos besoins (logiciels, typologie d'études, volume de données, etc.) nous permettra de vous orienter de manière transparente vers la solution adaptée.

Quelques aspects pratiques :
  • Préparation des études sur le poste local (Linux ou Windows) et calcul sur serveur distant de manière transparente pour l’utilisateurOn demand HPC by Alneos
    • Mise à disposition de notre outil permettant d'accéder de manière transparente aux ressources distantes, comme si vous aviez un calculateur local
    • Ou bien accès par un portail Web permettant de définir des études directement depuis une page Web, de les lancer et de les suivre
    • Mise à disposition de vos logiciels sur les serveurs distants
    • Facilités de post-traitement distant (pour le moment limitées à Code_Aster)
  • Détails de notre outil d'accès aux ressources distantesOn demand HPC by Alneos
    • Permet d'exécuter n'importe quel logiciel en ligne de commande avec des fichiers de données et de sortie
    • Permet d'exécuter des calculs Code_Aster depuis l'interface de lancement ASTK / asrun
    • Sur demande, interfacage avec n'importe quelle interface de lancement de votre logiciel
    • Gère les transferts de façon programmée (par exemple la nuit) ou préemptive (immédiatement)
    • Disponible sous Windows ou Linux. Permet de préparer ses études depuis un poste Windows et effectuer ses calculs sur un serveur Linux distant
  • Mise à disposition de vos logiciels sur les serveurs distants de nos partenaires (Oxalya, Amazon, OVH). Deux modes possibles :On demand HPC by Alneos
    • nous vous fournissons uniquement l’interface d’accès au serveur du partenaire et le client gère lui même la facturation avec le partenaire
    • nous vous fournissons l’interface d’accès d'accès au serveur du partenaire et nous gérons la relation avec celui-ci en vous refacturant les heures de calculs consommées. Cette solution permet d’avoir un niveau de support accrus puisque nous administrons entièrement le serveur de calcul et l’installation des logiciels

 

 

GRILLES DE CALCULS

A coté de ses activités liées aux serveurs de calculs centralisés (clusters), ALNEOS a également développé un savoir-faire dans le domaine des grilles de calculs.

Dans ce type d’approche, on part du constat qu’un parc de machines (Linux ou Windows) peut être sous-exploité pendant de longues plages horaires, par exemple les soirs et les week-end, lorsque leurs utilisateurs attitrés ne sont pas en train de travailler. Avec des logiciels dédiés (Globus ou autres), on peut disposer d’un gestionnaire de ressources permettant d’utiliser ces machines pendant les périodes d’inactivités.

 

Le type d’application possible avec cette approche doit répondre à deux impératifs :

  • Les calculs ne doivent pas être trop longs ou doivent permettre un mécanisme d’arrêt / reprise (pour rendre la machine à l’utilisateur lorsque celui-ci souhaite l’utiliser) ;
  • Les calculs doivent être indépendants (distribution de calculs) ou autorisant un parallélisme sur un réseau peu rapide (des machines hétérogènes d’un parc sont souvent sur un réseau Ethernet 100 ou 1000 Mbits).

Plusieurs applications ont été mises en place chez des clients d’ALNEOS :

  • Utilisation d’une quarantaine de postes d’une Phoneroom d’une société dont l’activité est l’enquête téléphonique, pour lancer des traitements statistiques, pendant la nuit, avec un logiciel d'analyse
  • Utilisation d’un parc de machines Linux pour distribuer des lancements systématiques de cas-tests Aster
  • Utilisation d'un parc de machines Linux pour effectuer des études de sensibilités avec Code_Aster (automatisation des lancements la nuit et agrégation des résultats le matin)

HPC ET CODE_ASTER

L'équipe d'ALNEOS a une très forte expérience concernant la compilation et l'installation de Code_Aster et Salome sur tous les types de systèmes d'exploitation (Windows, Linux, Unix).

Nous appréhendons de manière globale la problématique d'utilisation de Code_Aster et nous proposons toujours des solutions adaptées au cas par cas. Ainsi, nous pouvons vous proposer un déploiement sur des postes utilisateurs, sur des serveurs de calculs (cluster), intégrer le tout dans votre environnement informatique, et adapter les outils (interfaces de lancement du code, gestionnaire de ressources, etc..).

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