Focus sur PULSE, défi commun Inria-Qarnot Computing visant à valoriser la chaleur fatale informatique

Le 24 octobre dernier, Inria et Qarnot Computing lançaient avec le soutien de l’ADEME, l’agence de transition écologique, un nouveau Défi commun autour de la valorisation de la chaleur fatale informatique. Dénommé PULSE (PUshing Low-carbon Services towards the Edge) il vise à mesurer, comprendre et optimiser les consommations d’énergie d’infrastructures edge computing.

Qarnot Computing est une société créée en 2010 à Montrouge dans les Hauts-de-Seine par Paul Benoit et Miroslav Sviezeny, employant 70 personnes et proposant de la puissance de calcul haute-performance bas carbone et souveraine. Sa stratégie s’appuie essentiellement sur la valorisation de la chaleur fatale informatique et une approche distribuée. Elle a tout d’abord remplacé les résistances des radiateurs dans des bâtiments existants par des processeurs, réalisant des tâches utiles pour des tiers tout en permettant au chauffage de fonctionner. L’utilisation de radiateurs en saison chaude étant problématique, elle a ensuite développé des chaudières numériques, exploitables toute l’année.

Son infrastructure bas carbone dédiée à différents secteurs du HPC (IA, Big data simulation, rendu 3D, modélisation, dynamique des fluides, recherche médicale, photogrammétrie) s’adresse à divers domaines : finance, assurance, biotechnologies, retail, industrie, studio d’animation et d’effets spéciaux. Les serveurs, qui permettent d’effectuer les calculs demandés sont installés dans des bâtiments ou des sites où la chaleur fatale informatique produite pourra être consommée (logements, réseaux de chaleur, piscines, entrepôts logistiques), et non dans des data centers classiques. Contrairement à ces derniers, Qarnot ne dépense pas d’énergie pour refroidir les serveurs, mutualisant ainsi une source d’énergie pour deux usages : le calcul intensif et le chauffage, ce qui permet de réduire leur empreinte carbone.

Le Défi PULSE

Ce défi commun vise à développer et promouvoir les bonnes pratiques en matière d’infrastructures matérielles et logicielles géo-réparties pour un calcul intensif plus respectueux de l’environnement.

Romain Rouvoy, Professeur des Universités dans l’équipe-projet Spirals de Lille et coordinateur du Défi, explique :

« Notre idée, c’est d’analyser quelles sont les solutions les plus pertinentes, et quels sont les leviers sur lesquels il faut se pencher, pour réduire l’impact des infrastructures tout en maximisant l’utilité de leurs émissions ».

Six équipes Inria, aux compétences différentes mais complémentaires, seront impliquées dans ce projet au côté de Qarnot : Avalon (Université Claude Bernard (Lyon 1), Ecole normale supérieure de Lyon, CNRS), Ctrl-A (Institut polytechnique de Grenoble, Université de Grenoble Alpes), Spirals (Université de Lille), Stack (IMT Atlantique), Storm (Université de Bordeaux, CNRS, Institut Polytechnique de Bordeaux), et Topal (Université de Bordeaux, CNRS, Institut Polytechnique de Bordeaux).

Le projet de recherche, d’une durée de quatre ans, repose sur deux axes et six sous-projets, et s’attachera d’abord à dresser un bilan objectif des différentes émissions d’une infrastructure distribuée en comparaison avec une infrastructure centralisée, type data center, que ce soit lors de la construction ou de l’exploitation de ce type de structure.

Romain Rouvoy commente :

« Aujourd’hui, nous n’avons pas vraiment de réponse à ces questions-là. On a des modèles qui s’affrontent avec chaque modèle qui avance ses arguments. Il s’agit donc d’établir une modélisation plus formelle de l’impact de ces infrastructures ».

Des infrastructures géo-distribuées optimisées pour en réduire l’impact carbone

Dans le second axe, les scientifiques du Défi viseront à optimiser l’exécution des tâches pour en limiter les consommations, en améliorant notamment leur distribution, leur répartition et leur utilisation. L’exploitation efficiente des chaudières numériques sera au cœur de ces travaux.

Romain Rouvoy explique :

« Notre objectif ici, c’est de faire en sorte que les tâches de calcul rencontrent les besoins en eau chaude. Le tout à une échelle assez grande : une même tâche peut, par exemple, être distribuée sur plusieurs chaudières ».

Bruno Sportisse, PDG d’Inria, conclut :

« Inventer un modèle soutenable pour le numérique est devenu un vrai enjeu. Nous ne pourrons y arriver qu’en construisant un écosystème de recherche et d’innovation, ancré dans des politiques publiques. C’est pour cela qu’Inria lance un programme « Numérique et  environnement », dont une première action d’ampleur est le Défi Pulse avec Qarnot computing, soutenu par l’ADEME ».


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