fr.wedoany.com Rapport : La source de rayonnement synchrotron à haute énergie de Huairou, à Pékin, en Chine (HEPS), devrait être mise en service officiellement en 2026. Il s'agit de la première source de rayonnement synchrotron à haute énergie de quatrième génération en Chine et en Asie, et il n'en existe que quatre dans le monde. L'installation couvre une superficie de 976 mu, avec un investissement de 4,76 milliards de yuans. Elle peut accélérer les électrons jusqu'à une vitesse proche de celle de la lumière, émettant une lumière de rayonnement synchrotron un billion de fois plus brillante que le soleil, capable de pénétrer des matériaux de l'ordre du millimètre pour analyser leur microstructure. Ses 14 lignes de faisceau couvrent trois axes majeurs : la sécurité nationale, l'innovation industrielle et les frontières scientifiques. Le taux de localisation des équipements de base de cette grande installation scientifique dépasse déjà 95 %. Cependant, si l'infrastructure informatique supportant l'ensemble du cycle de vie des données expérimentales dépend encore de systèmes informatiques étrangers, elle deviendrait le maillon le plus fragile de toute la chaîne. L'Institut de physique des hautes énergies de l'Académie des sciences de Chine a finalement choisi le cloud intelligent Lenovo Kaitian pour construire un socle numérique de confiance (Xinchuang) entièrement localisé, de la puce à l'application.
Après la mise en service officielle de HEPS, environ 800 To de données expérimentales seront générées quotidiennement, avec un pic pouvant atteindre 2 300 To par jour sur une seule ligne de faisceau. Les données doivent circuler « sans attente » du détecteur à la mémoire, puis à l'analyse, ce qui impose des exigences très élevées en matière d'architecture de collaboration entre le stockage, le réseau et le calcul. La charge de travail est également extrêmement complexe, les besoins de calcul variant considérablement selon les expériences : certaines nécessitent un parallélisme massif de CPU, d'autres une seule carte GPU, d'autres encore une collaboration multi-cartes. La plateforme doit être capable de planifier de manière flexible et à la demande des ressources hétérogènes. En matière de sécurité, les utilisateurs de la source lumineuse proviennent de différentes équipes de recherche, voire de clients commerciaux, qui peuvent être en concurrence. La plateforme doit donc assurer une sécurité au niveau de la session de l'environnement d'analyse et une isolation des données expérimentales au niveau de l'utilisateur. L'expérience utilisateur est également cruciale : la plupart des utilisateurs sont des scientifiques dans les domaines de la biologie et des matériaux, qui ont besoin d'un environnement d'analyse accessible simplement via un navigateur.
L'Institut de physique des hautes énergies de l'Académie des sciences de Chine a choisi le cloud intelligent Lenovo Kaitian comme socle technologique du socle numérique Xinchuang, réalisant une chaîne complète de confiance, de la puce sous-jacente à l'application supérieure. Au niveau du socle cloud, le cloud intelligent Lenovo Kaitian gère de manière unifiée les ressources matérielles de calcul, couvrant plus de 30 nœuds physiques, plus de 2 600 cœurs de CPU et GPU de plusieurs fabricants tels que Lenovo Kaitian, Anqing et Ningchang, et intègre un réseau sans perte ROCE, près de 2 Po de stockage tout-flash et 30 Po de stockage sur disque. Son écosystème ouvert « un cloud, plusieurs cœurs » permet de planifier du matériel de différentes architectures sur une plateforme unifiée. Le cloud intelligent Lenovo Kaitian offre une capacité de planification intelligente pour divers environnements de calcul, notamment les conteneurs, JupyterLab, les machines virtuelles et le traitement par lots HPC, permettant d'obtenir dynamiquement la puissance de calcul à la demande. L'analyse interactive à très faible latence et le traitement par lots GPU à grande échelle peuvent être précisément adaptés, ce qui améliore l'efficacité du traitement des données expérimentales de 25 % et l'utilisation des ressources de 40 %. Au-dessus du socle cloud, l'équipe de l'Institut de physique des hautes énergies de l'Académie des sciences de Chine a développé sa propre plateforme de calcul scientifique Torch, intégrant la puissance de calcul, les données, l'authentification et l'environnement. En matière de sécurité, un système à quatre niveaux a été mis en place : isolation au niveau de la session, isolation des limites d'identité, gouvernance dynamique du réseau et audit traçable des comportements, garantissant l'isolation physique des données entre les différentes équipes. Les scientifiques n'ont qu'à sélectionner la puissance de calcul, télécharger les données et cliquer pour exécuter.
En ce qui concerne l'adaptation des puces nationales, le cloud intelligent Lenovo Kaitian a collaboré avec Haiguang pour porter les logiciels scientifiques de base de HEPS sur la carte accélératrice Haiguang DCU et les optimiser en profondeur. Les tests de l'algorithme d'imagerie par diffraction cohérente rPIE montrent que le temps de calcul parallèle avec 8 cartes est passé de la centaine de secondes à 51 secondes, démontrant que l'architecture Xinchuang peut soutenir les activités critiques grâce à une optimisation conjointe logiciel-matériel. La plateforme HEPS a été mise en service pendant la phase de rodage et de réglage de la lumière, plus d'un an avant la réception officielle, et les 14 lignes de faisceau sont toutes opérationnelles. Certains utilisateurs, après avoir effectué des expériences sur des sources de rayonnement synchrotron au Brésil ou en Europe, ont demandé activement s'ils pouvaient transférer leurs données sur la plateforme Torch pour analyse, car la puissance de calcul hétérogène est fournie à la demande sans file d'attente, JupyterLab est prêt à l'emploi, l'accès à distance via Internet permet de poursuivre l'analyse après avoir quitté le laboratoire, et l'isolation de sécurité est également adéquate. Le socle numérique de HEPS montre que les solutions Xinchuang peuvent fonctionner correctement dans les installations scientifiques les plus complexes et les plus exigeantes en termes de performance et de sécurité du pays, avec une expérience et une efficacité comparables aux architectures traditionnelles. La double stratégie « IA privée + localisation » du cloud intelligent Lenovo Kaitian a validé sa faisabilité dans ce cas. La recherche scientifique Xinchuang passe d'une logique de politique à une logique de valeur, d'un remplacement ponctuel à une collaboration sur toute la pile, et de « fonctionner » à « fonctionner rapidement ».
