Lettre d'information n° 02
Une initiative pour faire converger le multimédia - Pourquoi Quaero n'est pas Google - Kerlabs démocratise les supercalculateurs - Des puces moins voraces
Une initiative pour faire converger le multimédia
Le premier sommet NEM s'est tenu en octobre 2008 à Saint Malo. La structure rassemble des industriels européens et des chercheurs. Objectif : accélérer le rythme de l'innovation et de la convergences entre audiovisuel, télécommunications et contenus. Directrice de recherche à l'INRIA, Nhoza Boujemaa participe à la coordination de cette initiative.
NEM ? Un acronyme pour : Networked and Electronic Media. Une plate-forme technologique européenne lancée en 2005. On y retrouve le gotha européen des télécoms et de l'électronique. "Environ 7/8ème sont des industriels, et 1/8ème des chercheurs académiques. Donc, clairement, NEM est très orientée entreprises, précise Nozha Boujemaa. Mais ce n'est pas comme un consortium habituel. Elle ne va pas fournir de produit ou de prototype. On élabore une connaissance collective. Les acteurs disent : on s'est mis d'accord sur une direction à prendre. Et la Communauté européenne s'en inspire. Cela fonctionne comme un lobby vis à vis de la Commission. C'est revendiqué comme tel." L'enjeu ensuite pour les industriels : obtenir des financements en soumissionnant aux appels à projets du FP7, le 7ème programme-cadre de recherche de l’UE.
Le spectre d'activités est très large. Il concerne de nombreux aspects de l'informatique distribués à un moment où les processeurs se répandent dans les automobiles, les appareils photos ou les PDA pour une grande communion numérique via un maillage imbriquant Wifi, Bluetooth, ADSL, téléphonie mobile... Ainsi équipé, l'homo numericus swingue allègrement entre les échanges MP3, la ballado-diffusion, la vidéo à la demande, les achats en ligne... Mieux encore, il devient à son tour créateur de contenu, au même titre que les éditeurs traditionnels. C'est l'ère du Web 2.0. Le triomphe des Youtube, Wikipedia, Facebook et autres Flickr. Blogging et mashups font leur entrée dans le dictionnaire. Conséquence : une explosion de la production de données de toutes natures, véhiculées sur un foisonnement de réseaux, stockées sur une kyrielle de supports décentralisés, avec, au passage, du calcul informatique éparpillé sur pléthore de machines. C'est ce que l'on appelle le "cloud computing". Pour les industriels, la gageure est d'optimiser des interactions, sans couture et sécurisées entre tous ces flux. Autant dire que l'affaire concerne beaucoup de monde. Thales, Alcatel, Thomson, mais aussi des sociétés de plus petite taille. Dans le bassin Rennais par exemple, NEM compte parmi ses membres des entreprises comme Ditocom, LEA, Teamcast ou JCP-Consult. Et ce n'est pas fini car le consortium continue de grandir. Il est ouvert à toutes les entreprises désireuses de soutenir cette initiative. L'adhésion peut se faire directement à cette adresse web.
Au sein de NEM, Nozha Boujemaa siège au comité de direction où elle représente l'INRIA. Sa spécialité : les moteurs de recherche multimédia. En dehors de NEM, mais toujours dans le mécano européen, Nozha Boujemaa assure aussi la coordination scientifique de Chorus. "Nous sommes mandatés par Bruxelles pour coordonner les études sur les moteurs de recherche multimédia en Europe. Ce n'est pas un consortium mais une communauté de chercheurs dans 42 laboratoires européens. Pour moitié académiques, pour moitié industriels." Ici pas de prototype, mais des articles scientifiques. "Chorus est un think tank. On s'efforce de dresser une roadmap pour définir quelles sont les technologies dans lesquelles l'UE doit mettre de l'argent. Tant en terme de technologies que de services. Dans beaucoup de projets dirigés par les technologies, une composante essentielle a été oubliée : l'utilisateur. Dans notre démarche au contraire, nous l'intégrons pleinement. Ce que j'essaye d'éviter, c'est une forme de recherche isolée dans sa tour d'Ivoire et qu'on finira par ranger sur une étagère. Il faut être en prise avec la réalité et les usages."
L'expertise mise au service de la Commission fonctionne aussi au profit des industriels. "Mais je ne vais pas aller me présenter sur un projet simplement pour avoir le budget, prévient Nozha Boujemaa. Je suis un chercheur avant tout. Je m'attache d'abord à définir mon objectif de recherche. Je mets l'idée en premier. C'est à dire la direction dans laquelle on doit aller, et ensuite seulement je consulte la Commission européenne pour mesurer comment ce projet est perçu. Je ne dépose pas 10 projets pour en avoir 3 acceptés. Je me concentre directement sur les 3 projets qui me paraissent importants et j'essaye de faire en sorte que ça passe."
Pourquoi Quaero n'est pas Google
Présenté au début comme un moteur de recherche européen, le projet Quaero recouvre une réalité toute autre, comme l'explique l'un de ses acteurs, Patrick Gros, directeur de recherche à l'Inria.
Présenté au début comme un moteur de recherche européen, le projet Quaero recouvre une réalité toute autre, comme l'explique l'un de ses acteurs, Patrick Gros, directeur de recherche à l'Inria.
"Si Quaero a pu créer certaines interrogations avant son lancement, c'est en partie lié à la façon dont le programme a émergé." Voulu au plus haut niveau et annoncé à l'occasion d'un sommet franco-allemand en 2005, "Quaero a été présenté comme le futur Google européen. Or, il ne s'agit pas vraiment de cela : nous ne sommes pas en train de fabriquer un moteur de recherche grand public européen".
Comme cela se pratique dans tous les consortia européens, le partenariat s'est constitué en fonction des compétences, des complémentarités, des intérêts stratégiques des partenaires, et aussi des expériences de collaboration précédentes. "Mais, complète Pieter van der Linden, coordinateur du projet chez Thomson, on ne peut pas être 150 dans un tel consortium. Certaines entreprises qui ne sont pas dans Quaero participent à d'autres groupements. Inversement, une société comme la nôtre est aussi absente d'autres consortia. Dans les deux cas, les absents peuvent légitimement revendiquer des compétences. Le consortium a suivi un processus de gestation somme tout similaire à ce qui se fait dans les projets européens ou nationaux".
Le montage de Quaero a pris trois ans. Mais le programme est lancé. Il a effectivement démarré en mai 2008, avec 25 partenaires, une subvention française de 99 M€ et une feuille de route pour 5 ans. Au total, six équipes Inria sont impliquées.
Quaero n'est pas Google. "C'est un consortium qui juxtapose en réalité 5 projets applicatifs. Chacun porté par un industriel leader, pour qui c'est un sujet crucial." Tout d'abord : le DMAM (1). "Un outil de gestion des grandes archives audio-visuelles. Prenez par exemple le Grand Echiquier de Jacques Chancel. L'Ina en conserve 300 émissions. 900 heures. Mais il n'existe pas d'outil pour automatiser la gestion de ces vidéos. Identifier automatiquement les plages de musique. Retrouver instantanément les interviews d'invités récurrents... Tout se fait à la main." Idem pour le dernier match de foot. "Une chaîne qui diffuse la rencontre ne peut pas la recycler facilement pour une utilisation immédiate sur le web, ce qu'on appelle la ré-éditorialisation. Il faudrait pouvoir offrir à l'internaute les différents angles de caméras, les sélections de moments clés... Aujourd'hui, tout ceci reste un travail de montage manuel. Aucun gain de temps quand on adapte un contenu au nouveau support. Les entreprises ont besoin d'outils pour résoudre ce problème." Sur ce projet, le leader est Thomson. L'industriel pilote aussi le projet PVAA (2) qui va permettre aux diffuseurs de proposer des programmes et de la publicité en fonction de profils dynamiques d'utilisateurs. Vient ensuite le TIAE (3) pour optimiser la conversion de documents. "Typiquement la numérisation de bibliothèques et la navigation dans ces données." Industriel de référence : Jouve, imprimeur spécialiste de la dématérialisation documentaire. Dirigé par France Telecom, le projet MSSE (4), lui, regroupe des technologies pour portails multimédias. Par exemple pour améliorer le filtrage des images en fonction des publics. Arrive enfin le CMSS (5), moteur de recherche multimédia combinant transcription de bande son, détection d'événements vidéo, analyse de similarité dans des images... Un projet piloté par Exalead, spécialiste français des moteurs de recherche pour entreprises.
"Il est intéressant de noter que certaines des entreprises associées à Quaero sont concurrentes entre-elles. Donc il a fallu apprendre à gérer ces concurrences. Chacun des projets possède sa vie propre. Entre certains d'entre-eux, il y a volontairement des cloisonnements." Usine à gaz alors ? "Le montage est compliqué, certes, mais il existe des factorisations intéressantes. Au dessus de ces projets très applicatifs qui sont très en aval, il y a une première couche transversale. Elle concerne tout le monde et on y trouve surtout des chercheurs académiques. Son rôle est de proposer des technologies de base qui puissent servir aux cinq projets. On a appelé cette couche le Core Technology Cluster. Et comme beaucoup d'entreprises sont impliquées, on tend vers des technologies génériques. On évite d'avoir à en passer par les fourches caudines d'un développement qui serait purement spécifique à chaque entreprise."
A cela s'ajoute une deuxième couche transversale : celle de l'évaluation. "C'est une phase pleinement intégrée dans Quaero. Une partie conséquente du budget y est affectée. Cet investissement finance un long travail pour vérifier si nos algorithmes passent. Mais aussi pour mesurer leurs performances. A partir de là, l'industriel, peut dire “ça m'intéresse“ ou “ça ne m'intéresse pas“. Cette évaluation intègre aussi les usages... Quelque-chose qui, dans beaucoup de recherches, a souvent été un peu zappé. Par ailleurs, Quaero s'étend sur 5 ans. C'est plus long qu'un contrat européen. Ce qui présente beaucoup d'avantages. D'abord on peut mener des thèses dans de meilleures conditions. Ensuite, les relations entre chercheurs et industriels se construisent sur la durée. Un industriel ne va pas mettre spontanément ses données et ses roadmaps sur la table. C'est de la relation de confiance bâtie sur le long terme. Avec l'Ina, avec Thomson, on se connaît bien et depuis longtemps. Nous saisissons bien leur vision. Ils savent ce qu'ils peuvent attendre de nous. Donc, on peut travailler plus loin en aval."
Alors rendez-vous donc en 2012 ? "En fait, il y a déjà des résultats visibles. Certaines entreprises n'ont pas attendu le démarrage officiel pour travailler ensemble. Prenez Exalead et LTU. Elles se sont rencontrées durant le montage. L'une s'est aperçue que l'autre possédait une technologie permettant de détecter automatiquement des visages dans une image. Elle l'a déjà intégrée pour une application dans la gestion de portraits."
Notes :
(1) Digital Media Asset Management
(2) Personalized Video Anytime Anywhere
(3) Text and Image Annotation Engine
(4) Multimedia Search Services for European Portals
(5) Consumer Multimedia Search Services
Kerlabs démocratise les supercalculateurs
En développant une solution de grappes basée sur un logiciel libre, la jeune start-up incubée à l'Inria-Rennes offre aux PME des puissances de calcul jusqu'alors hors de portée. Rencontre avec son président Dominique Loucougain.
En introduisant une solution de grappe de calculateurs fondée sur la technologie "Kerrighed", Kerlabs, jeune start-up rennaise, met à portée de toutes les entreprises les technologies de clustering et propose ainsi une réelle alternative aux « architectures en silo ou virtualisées » actuelles, et ceci avec des puissances de calcul jusqu'alors hors de portée des budgets des entreprises. Explication.
En anglais, on appelle cela le High Performance Computing : le HPC. Son image d'Epinal : la grosse machine informatique dans laquelle vrombit un monstre de puissance. Mais la réalité a changé. "En l'espace de 6 ans, plus de 80% du parc du Top500, c'est-à-dire les 500 plus gros calculateurs mondiaux, est désormais constitué de clusters. Ceci préfigure les prochaines architectures informatiques d'entreprise" explique Dominique Loucougain, président de Kerlabs. Traduction : ce n'est plus une grosse machine qui effectue le travail, mais toute une batterie d'ordinateurs des plus modestes interconnectés les uns aux autres, qu'on appelle grappe de calculateurs (ou cluster).
L'avantage ? "Le premier est d'ordre économique. Les grappes de calculateurs ont permis de casser la barrière-prix imposée par les super-calculateurs." L'inconvénient ? Jusqu'à présent, l'administration et l'exploitation des grappes de calculateurs était complexe, voire même "ingrate et casse-pieds tant pour les administrateurs systèmes que les utilisateurs et surtout bloquait l'introduction des clusters dans le monde des entreprises", confirme Renaud Lottiaux, l'un des fondateurs de la société. Sa thèse de doctorat est l'origine directe du projet Kerrighed. Ce logiciel "est la solution à la complexité des opérations courante d'exploitation des clusters et aux coûts d'administration induits", précise Dominique Loucougain.
L'affaire débute en 1997, dans les laboratoires du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique. L'idée : virtualiser la gestion des grappes de calculateurs. Il s'agit de donner à l'utilisateur l'impression qu'il n'a affaire qu'à une seule machine. On appelle cela un système à image unique (en anglais : SSI). Ces dix ans de recherche vont aboutir à la naissance de Kerrighed, "un OS à image unique fondé sur Linux".
Son but ? Faciliter la vie des utilisateurs et des administrateurs systèmes. Ces derniers n'ont plus à gérer beaucoup de petites machines, mais uniquement une seule machine. En fait, Kerrighed s'occupe de tout : Il agrège les ressources informatiques : processeurs, mémoires, entrées/sorties... équilibre et répartit dynamiquement la charge de travail sur les différents noeuds, supporte l'ajout et le retrait à chaud de noeuds de calcul ceci afin de pouvoir effectuer des opérations de maintenance programmée sans interruption de service...
"Nous avons consacré notre première année d'existence à industrialiser Kerrighed", reprend Dominique Loucougain. "C'est-à-dire à transformer un logiciel issu de la recherche fondamentale en un véritable outil d'entreprise, y compris en terme de suivi et de support. C'est un peu comme la décantation d'un très bon vin. Il s'agit de ne pas gêner le plaisir de la dégustation !" Depuis novembre 2007, date de l'annonce de la première version à la conférence SuperComputing à Reno aux USA, près de 15 plate-formes fonctionnent sous environnement Kerrighed dont 10 en Europe, 2 sites aux USA, soit plus de 700 "Coeurs" en quatre mois.
Premier grand client : EDF R&D. "Notre travail consiste à adapter Kerrighed aux besoins en calculs scientifiques propres à EDF R&D." Mais Kerrighed n'est pas réservé exclusivement aux grands comptes. "La technologie Kerrighed nous permet de proposer des grappes de calculateurs adaptées en terme de ratio prix/performance aux entreprises de petite taille : des bureaux d'études de 5 à 6 personnes par exemple. Jusqu'à présent bien que le besoin était latent dans les PME, c'était trop complexe et hors budget, donc rédhibitoire."
Outre l'aspect édition logicielle, Kerlabs accompagne ses clients sur toutes les étapes d'un projet : conseil et études amont, assistance en programmation parallèle ainsi que sur les phases d'intégration et de déploiement. "On peut prendre en charge l'installation physique de grappes de calculateurs ainsi que les phases amont chez un client et en assurer l'infogérance complète." A l'autre bout de l'échelle, Kerlabs propose un service de location de temps de calcul via internet à partir de ses propres machines.
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Contact :
Kerlabs : 06 74 33 39 18
Des puces moins voraces
Des chercheurs de l'Inria étudient comment rendre les microprocesseurs moins gourmands en énergie. Explications avec Olivier Sentieys.
Des chercheurs de l'Inria étudient comment rendre les microprocesseurs moins gourmands en énergie. Explications avec Olivier Sentieys.
"Le mot-clé, dans ce que nous faisons, c'est : re-configurable. Les logiciels, aujourd'hui, sont très souples. On utilise des morceaux de code uniquement au moment où on en a besoin. Ce qui serait bien, c'est de parvenir à la même flexibilité pour le matériel servant de support. Et c'est à cela que nous travaillons", résume Olivier Sentieys, directeur de l'équipe de recherche CAIRN* à Lannion (22). "Le groupe est constitué d'informaticiens, de spécialistes du traitement du signal et d'électroniciens. Nous allons jusqu'à fabriquer nos propres circuits."
Aujourd'hui la grande majorité des processeurs ne réside plus dans des ordinateurs traditionnels, mais dans des téléphones portables, des automobiles... Toute cette informatique embarquée repose sur des puces, des circuits imprimés "où l'on vient mettre un tas de processeurs, d'accélérateurs... Si on parvient à rendre cette partie matérielle plus flexible, plus re-configurable, alors on améliore les performances et le rendement énergétique. Notre travail consiste à trouver de nouveaux algorithmes moins gourmands, mais aussi de nouvelles architectures qui soient plus économes. Le but, c'est de pouvoir couper l'alimentation de certains blocs sur la puce quand ils ne servent pas. On allume en entrant. On exécute l'algorithme et on éteint en sortant. La consommation d'énergie est rarement prise en compte. En ce qui nous concerne, nous l'avons placée au coeur de nos travaux. On voit bien qu'avec le développement, par exemple, de la vidéo sur téléphone portable, les matériels ont besoin de plus en plus de puissance et d'énergie." L'équipe de recherche s'intéresse en particulier à la 4ème génération de mobiles et l'utilisation des MIMO (multiple-input and multiple-output). "Ce sont des systèmes qui au lieu d'exploiter une seule antenne, en utilisent plusieurs. Ce qui veut dire aussi, qu'en fonction de l'état du réseau par exemple, on peut avoir intérêt à activer 4 antennes, ou une seule. Dans le dernier cas, on consomme évidemment moins d'énergie." Dans ces domaines, l'équipe travaille en partenariat avec des entreprises comme Thomson, Thales ou bien encore STMicroelectronics.
La philosophie de la re-configuration est aussi appliquée dans les réseaux de capteurs. "Ces réseaux sont présents par exemple dans les automobiles. Au gré des événements, il faut pouvoir instantanément ré-affecter des capteurs à différentes fonctions et n'utiliser que les ressources nécessaires." Ces travaux ont donné naissance à Captiv, un projet visant à optimiser le dialogue entre une voiture et des panneaux intelligents de circulation routière. Un autre axe de recherche s'intéresse à la précision des calculs. "Imaginez que vous devez effectuer un calcul. Vous avez un processeur de 64 bits, mais en fonction de l'environnement, il va pouvoir effectuer son travail en 64 ou bien descendre en 8 bits." Un progrès considérable car "si ce calcul peut s'effectuer en 8 bits, alors l'économie d'énergie va être quadratique."

Ingénieur expert, Jérôme Astier optimise les systèmes de transmission d'information pour Captiv, un projet de transport intelligent financé en particulier par la Région Bretagne et le Conseil général des Côtes d'Armor.
* Cairn est une équipe-projet commune à l'INRIA, à l'université de Rennes1 et au CNRS ; elle est bi-localisée à Lannion et Rennes.
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Contact : Olivier Sentieys
Tel : 02 23 23 90 41, Olivier.Sentieys@irisa.fr