Dallara préfère la fiabilité à la puissance pour simuler ses voitures

L’équipementier italien, expert en châssis pour sportives, crée des designs aérodynamiques et des matériaux avec un supercalculateur Lenovo, non pas pour sa rapidité mais juste parce qu’il est fiable.

A parme, en Italie, les ingénieurs de l’équipementier automobile Dallara ont choisi Lenovo comme marque de supercalculateur pour simuler les châssis, l’aérodynamisme et les matériaux composites de prochaines Bugatti, Ferrari, Lamborghini, Maserati et de tant d’autres bolides de sport mécanique.

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« Notre mission est de définir le futur, à la fois pour nos clients qui produisent des automobiles, mais aussi pour nos fournisseurs à qui nous commandons la fabrication de matériaux inédits. Pour y arriver, nous devons apprendre de nos erreurs. Mais faire des erreurs en production coûte très cher. La simulation au quotidien est donc pour nous essentielle », explique Andrea Pontremoli, le PDG de Dallara.

Il prend en exemple les prochaines sportives hybrides électriques-thermiques sur lesquelles planchent en ce moment ses équipes : « il y a tout à inventer. Faut-il mettre un moteur thermique à l’arrière et le moteur électrique à l’avant ? Un moteur électrique sur chacune des deux roues motrices ? Un moteur électrique sur les quatre roues avec un moteur thermique au centre qui sert juste à produire de l’énergie pour les autres ? Toutes ces options coûtent cher à fabriquer juste pour se rendre compte qu’elles ne sont pas efficaces. Les simuler sur des maquettes numériques nous permet d’avoir les moyens financiers de les tester et, ce, dans des délais courts. »

La limite n’est pas la puissance de calcul mais la créativité des ingénieurs

Andrea Pontremoli assure que toute la qualité du travail de Dallara tient dans la créativité de ses ingénieurs, pas dans sa capacité à enchaîner les simulations : 

« Le point important à noter est que nous ne sommes pas limités par la puissance de calcul. Toute la puissance dont nous avons besoin pour simuler des tests dans les délais est disponible chez tous les constructeurs informatiques. Si nous avons choisi Lenovo, c’est parce que, entre tous, il est celui qui nous livre en temps et en heure des machines qui ne tombent pas en panne », ajoute le PDG, qui a lui-même travaillé 30 ans chez IBM, où il a dirigé les services en Europe, avant de devenir le patron de la filiale italienne.

« Notre problème ne doit pas être de savoir comment nous allons parvenir à élaborer en temps et en heure le prochain châssis ou le prochain design aérodynamique. Mais plutôt de nous demander lesquels nous allons élaborer ».
Andrea PontremoliPDG, Dallara

« Notre problème ne doit pas être de savoir comment nous allons parvenir à élaborer en temps et en heure le prochain châssis ou le prochain design aérodynamique. Mais plutôt de nous demander lesquels nous allons élaborer », dit-il.

Aux nombreux faits d’armes de Dallara, il évoque des voitures qui ne pèsent que 800 Kg quand leurs concurrentes directes en font 1600, ou encore les Bugatti Veyron et Chiron qui figurent parmi les sportives les plus rapides au monde. Selon lui, la puissance d’une voiture relève à 15 % de son moteur, à 35 % de son poids et 50 % de son aérodynamisme. « Notre ingénierie est donc responsable de 85 % des performances d’une voiture. Notre valeur est là : nous devons être en mesure d’innover en permanence sur ces 85 % », lance-t-il.

Miser sur l’Open source et la recherche plutôt que sur la complexité informatique

Fait marquant, la diversité des ressources technologiques utilisées au centre de recherche de Dallara est inversement proportionnelle à la complexité de l’informatique. Au milieu du bâtiment, dans un puits sombre de plus d’une centaine de mètres-cube trône ainsi un impressionnant cockpit monté sur six vérins et dont la fabrication aurait coûté 10 millions d’euros. A l’intérieur de celui-ci, un écran géant courbé à 180 degrés immerge le pilote dans la représentation en 3D d’une vraie piste d’essai qui se trouve non loin, dans la même vallée.

Côté face, les ingénieurs de Dallara ont eux-mêmes développé le logiciel de simulation : une sorte de jeu vidéo de course qui applique aux vérins le ressenti que produit la corrélation entre la poussée du moteur et les données, calculées en amont, liées aux poids des matériaux et à l’aérodynamisme. Côté pile, tout cela fonctionne avec de simples PC de série équipés de cartes GPU du commerce et placés autour du cockpit.

Les données liées aux matériaux et à l’aérodynamisme constituent tout le travail de R&D de Dallara. Elles sont calculées sur 80 nœuds serveurs NeXTScale M5 de Lenovo, une gamme de machines installées il y a trois ans et qui n’est même plus au catalogue de Lenovo. 40 nœuds sont dévolus à la simulation chimique des matériaux à partir de logiciels principalement Open source, auxquels contribuent d’ailleurs les ingénieurs de Dallara. 40 autres simulent une soufflerie sur un modèle de coque conçu en CAO sur des stations de travail de différentes marques – LeMagIT a pu voir des machines Lenovo, Fujitsu et Dell – à partir des logiciels commerciaux de Dassault Systèmes.

« La conception des matériaux composites, la simulation de leur résistance, de leur poids, est beaucoup plus complexe à réaliser que le test d’une aérodynamique. C’est aussi là que nos secrets industriels s’appliquent le plus. Nous avons choisi l’Open source dans ce domaine pour garantir notre indépendance technologique. Et, depuis 2015, nous avons créé une école qui forme nos futurs ingénieurs aussi bien à ces logiciels qu’à nos méthodes de recherche en matériaux. Dans tout cela, les machines qui calculent ces simulations ne sont que des accessoires. On leur demande juste de fonctionner », indique Andrea Pontremoli.

Choisir un supercalculateur Lenovo pour sa fiabilité plutôt que pour sa puissance

Les NeXTScale M5 de Lenovo présentent l’avantage d’être particulièrement denses, puisqu’on peut déployer 12 demi-nœuds 1U avec 2 Xeon à 2 cœurs chacun dans un boîtier 6U, soit jusqu’à 528 cœurs par châssis. Chaque nœud accepte jusqu’à 1 To de RAM, par l’entremise de 16 barrettes DDR4 de 64 Go chacune.

La température de ces machines est maintenue grâce à un système de refroidissement par liquide appelé Neptune et breveté par Lenovo. Selon les chiffres communiqués au MagIT, celui-ci permettrait d’obtenir jusqu’à 24 % de puissance en plus par processeur en comparaison à des serveurs refroidis via des ventilateurs. Sur une année, Dallara a calculé que ce système lui permettrait d’économiser l’équivalent de 2000 € d’électricité sur chacun des trois racks qui contiennent les nœuds NeXTScale M5.

« Il s’agit-là sans doute là de l’argument essentiel qui fait que Dallara, comme un tiers des utilisateurs du Top500, a préféré acheter chez nous son supercalculateur : nous pouvons garantir la fiabilité de systèmes denses refroidis avec des technologies aussi complexes que les liquides, parce que nous fabriquons nous-mêmes nos machines dans nos propres usines avec de vraies compétences dédiées », argumente Martin Hiegl, en charge des solutions HPC chez Lenovo.

Chez Dallara, les nœuds fonctionnent sous un Linux de Red Hat. Le stockage est externalisé sur des tiroirs V3700v2 de 24 disques, ici aussi de marque Lenovo mais initialement fabriqués par IBM. Ils sont pilotés, en mode bloc, par le système de virtualisation du stockage SANsymphony de Datacore et, en mode NAS, par le système Spectrum Scale d’IBM.

Ces machines devraient rester en production encore 2 ans. « Ensuite, nous referons un appel d’offres, comme tous les 5 ans depuis 2012. Jusqu’ici, néanmoins, Lenovo a été le seul fournisseur à pouvoir nous proposer des machines livrées à la bonne date, avec les bonnes caractéristiques et la bonne fiabilité. Il est probable que cela soit encore le cas la prochaine fois », conclut Andrea Pontremoli.

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