Université des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) – La ZHAW met en place un environnement de calcul haute performance (HPC) grâce à la technologie HPE.

Le département des sciences de la vie et du Facility Management de l’Université des sciences appliquées de Zurich, ZHAW, a mis en place son propre environnement de calcul haute performance sur la base des systèmes de serveurs et de stockage les plus modernes de HPE. La solution On-premise est hautement évolutive et peut être gérée par la petite équipe HPC interne. Elle offre aux chercheurs et aux étudiants bien plus de possibilités en matière de modélisation mathématique, de simulation numérique et d’analyse des données, permettant ainsi de mieux comprendre les systèmes biologiques, chimiques ou physiques.

Données du projet.

  • Serveurs et stockage
  • Enseignement / Recherche
  • HPE
  • > 1 500 collaborateurs

Situation de départ.

« Les méthodes numériques gagnent en importance chez nous pour acquérir de nouvelles connaissances scientifiques sur des questions très différentes et pour comprendre la structure et les propriétés des systèmes réels », explique le Dr Pascal Häussler. Il est chef de l’équipe de calcul haute performance (HPC), créée il y a trois ans au département Sciences de la Vie et Facility Management (LSFM) de la ZHAW et appelée « Digital Lab » en interne. Les pilotes de la mise en place d’une offre HPC sur le campus Wädenswil de la ZHAW ont été des chercheurs qui avaient de plus en plus de mal à traiter de grands jeux de données, des questions complexes et des modèles très exigeants à cause des capacités limitées de leurs stations de travail. « Après une phase expérimentale initiale, nous avons réalisé que nous devions aborder la question du HPC de manière stratégique et que nous avions besoin d’un environnement de cluster sur site pour pouvoir exécuter les tâches HPC. Notre plus grand défi à relever étaient les ressources limitées. Notre équipe était composée de moi-même et de deux autres collaborateurs. Il était clair que nous devions aborder progressivement la question du calcul haute performance. Crawl, walk, run... voilà le mot d’ordre », continue le Dr Pascal Häussler.

 

Solution.

Au début, la petite équipe a demandé conseil aux spécialistes HPC de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ). Dr. Pascal Häussler : « Cet échange a été précieux et nous a épargné beaucoup de temps d’évaluation. Le fait que l’EPFZ utilise également des serveurs HPE ProLiant et des racks HPE Apollo nous a confortés dans l’intention de construire notre cluster avec ces produits. D’autant plus que nous avions déjà utilisé avec succès le matériel HPE dans le passé. En raison de nos ressources humaines limitées, nous avions besoin de partenaires forts que nous avons trouvés dans HPE et Bechtle. Lors d’une réunion de coup d’envoi avec des spécialistes HPC de HPE, les spécifications matérielles des nœuds de calcul ont été définies. Les besoins hétérogènes de nos cinq instituts plaidaient en faveur d’un « General Purpose Linux Cluster ». Il était également important pour nous que le système reste gérable pour notre petite équipe. » Enfin, 32 serveurs HPE ProLiant XL230k Gen10 et DL380 Gen10, deux systèmes de stockage HPE Apollo 4510 Gen10, deux commutateurs Mellanox InfiniBand EDR et deux châssis HPE Apollo k6000 dernière génération ont été achetés. Plusieurs serveurs ProLiant Gen9 ont également pu être intégrés dans le cluster. En plus des données de performance, la configuration matérielle simple a convaincu, puisque tous les switches et fabrics sont déjà intégrés dans le châssis Apollo.

 Les méthodes HPC sont d’ores et déjà un facteur critique de réussite dans la recherche dans le département des sciences de la vie et du Facility Management de la ZHAW. 

 Urs Hilber, Prof. Dr., directeur du Département Sciences de la vie et Facility Management, ZHAW

Avantages économiques.

Pour le Dr Pascal Häussler le projet HPC de la ZHAW est une réussite totale : « Avec le soutien indéfectible de Bechtle et HPE, nous avons atteint tous les objectifs du projet dans les délais et les budgets fixés. » Interrogé sur les principaux facteurs de réussite dans l’introduction d’un centre de compétences HPC dans une université, le directeur répond : « L’infrastructure est une chose. Or, il est au moins aussi important de mettre en place le savoir-faire méthodologique et de sensibiliser les utilisateurs internes potentiels. » La nouvelle infrastructure HPC du département LSFM de la ZHAW est déjà largement utilisée par les chercheurs et les étudiants. Les applications typiques sont, par exemple, le traitement algorithmique des données génomiques, la modélisation moléculaire en biotechnologie, les calculs d’écoulement pour les bio-réacteurs ou le Machine Learning. Grâce à la nouvelle infrastructure HPC basée sur le matériel HPE et au savoir-faire méthodologique croissant, de nouveaux champs d’application apparaissent dans tous les domaines de recherche du département.

 

Dr Robert Vorburger, directeur du groupe de recherche « Knowledge Engineering » et du ZHAW Data Science Laboratory, souligne l’importance stratégique du calcul haute performance pour la ZHAW : « La capacité à maîtriser HPC au niveau des méthodes et à l’utiliser avec succès dans la recherche et la formation devient une compétence clé pour chaque établissement d’enseignement supérieur axé sur les sciences. Le Digital Lab offre aux chercheurs et aux étudiants de nombreuses possibilités de développer leurs connaissances et leurs expériences pratiques dans l’utilisation des méthodes numériques du calcul haute performance. » Et ces compétences sont également recherchées dans l’économie. « Dans les industries biomédicales, pharmaceutiques et autres sciences de la vie, ainsi que dans le Facility Management, des spécialistes seront désormais nécessaires pour comprendre les spécificités de la gestion des données, de la modélisation et de la simulation dans l’environnement professionnel respectif », indique le responsable du Digital Lab, Dr. Pascal Häussler. C’est pourquoi la Haute école spécialisée orientée sur la pratique propose déjà de nouveaux cursus orientés sur le calcul haute performance : avec son cours d’approfondissement « Applied Computational Life Sciences » proposé dans le cadre du programme master Sciences de la vie, la ZHAW forme à Wädenswil de nouveaux étudiants pour les métiers de « Data Scientist » ou « Expert/e en simulation » dans le domaine respectif.

Partenaires.

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