A Data Economy Needs Digital Infrastructure

A Data Economy Needs Digital Infrastructure

For Canada to remain a world leader in the digital age — and retain and attract key talent — a growing group of experts say we need to have a national infrastructure of supercomputers, linked to each other and global networks. Compute Canada, which is trying to make that vision a reality, says it’s as important today as building the Trans-Canada Highway was in the 1950s.

Compute Canada warns, however, that as a nation we are falling behind: “We are currently riding bikes while other nations are building race cars.” You can read more about Compute Canada’s thinking here—and be part of the leaders who will help us build that future supercomputer infrastructure by joining us at The Data Effect in Ottawa, on April 13th?

In order to win the race we need to build the factory of the future

A Digitally Fuelled Economy Requires Digital Infrastructure

by Compute Canada:

Supporting innovation within the automotive, natural resources, life sciences, aerospace sectors, and growing small to medium sized entreprises (SME), is an ongoing challenge in Canada. There is much talk about our ability to compete in these areas. There is talk of opportunities in artificial intelligence, machine learning, big data and the Internet of Things. Yet, to lead in any of these areas, Canada requires a national supercomputing infrastructure.

We are missing this key component in the discussion around digital infrastructure. We talk of networking to transfer big data, secure places to store it, govern it, archive it and manage it. Then what? In order to extract value you need to compute it. Supercomputers are the modern day workhorse where discovery and innovation occur and where research software runs. We have the opportunity to realize the the benefits of a national supercomputing strategy.

Supercomputers are a thousand times more powerful than your laptop and have changed the world with their ability to do parallel processing. Imagine them as ant hills. Millions of ants (processors) working on a single challenge instead of many single transactions. The results are awe inspiring… they help to create new drugs, new materials, new jet airplanes, new ways to diagnose disease, to reduce greenhouse gases or fight crime or win new nobel prizes. Artificial intelligence, genomics, physics, engineering, advanced manufacturing do not exist without them.

The Trans-Canada highway is extremely beneficial to Canada’s economy. When it was built, it was too big for any one region, province or federal government to build and support alone. It was something we built together. Getting an adequate level of supercomputing capacity will require the same approach.

Supercomputers are expensive, require huge amounts of electricity and need experts to run them. The larger the system; the more compelling the experiments and innovations that are possible. Like the building of our national highway, a national supercomputing strategy could mean the difference between leading globally or being left behind in what is being deemed as the next industrial revolution. We are currently riding bikes while other nations are building race cars.

Other countries are building significant competitive infrastructures that provide the necessary computing capacity for their science and innovation investments.

A Canadian solution could be to achieve a willingness to pool resources and share national supercomputing resources. We all drive on the same roads, we can share a better supercomputer if it puts us at the front of the line globally.

Compute Canada predicts 15x fold increase in storage requirements and 7x fold in computing requirements in academia alone, yet in Canada we have no plan in place for sustainable, predictable funding for this essential infrastructure. Access for Canadian innovators is limited and companies after the discovery stage are often left without access to significant computing resources to grow their companies (with a few exceptions).

Other nations are advancing their strategic approach and overcoming regional and provincial borders to focus on achieving the appropriate level of competitiveness for their nation’s industrial and research pursuits. In order for Canada to compete we must create our own homemade solution.

Leadership class investments (the racecar) would allow Canadians to share access to globally competitive supercomputing resources, and allow for shared access and cost-recovery scenarios to support local, regional, provincial and national needs.

In Canada, we support some of the world’s top scientist in artificial intelligence, genomics, brain science and social science. They will stay if they have the best tools to do their work. Otherwise, they will drive their knowledge over to another country’s innovation infrastructure – their industrial partners and highly trained students will follow.


FRENCH
Pour gagner la course, il nous faut fabriquer la voiture de course… Une économie dynamisée par l’informatique a besoin d’une infrastructure numérique

Le soutien de l’innovation dans les secteurs de l’automobile, des ressources naturelles, des sciences de la vie et de l’aérospatiale ainsi que dans les petites et moyennes entreprises (PME) scientifiques en croissance représente un défi continuel au Canada. On parle beaucoup de notre capacité concurrentielle dans ces domaines. On parle d’occasions favorables en intelligence artificielle, en apprentissage automatique et en mégadonnées, et de l’Internet des objets. Toutefois, pour prendre la tête dans chacun de ces domaines, le Canada a besoin d’une infrastructure nationale de superinformatique.

Il nous manque une composante essentielle dans la discussion concernant l’infrastructure numérique. Nous parlons de réseau pour transférer les mégadonnées, d’endroits sûrs pour les stocker, les administrer, les archiver et les gérer. Mais ensuite? Pour en extraire quelque chose qui a de la valeur, il faut les traiter. Les superordinateurs sont les chevaux de travail modernes où les découvertes et l’innovation se produisent. Nous avons la possibilité de récolter les bénéfices d’une stratégie nationale de superinformatique.

Les superordinateurs, qui sont mille fois plus puissants qu’un ordinateur portable, ont changé le monde grâce à leur capacité de faire du traitement parallèle. On peut les comparer à des fourmilières. Des millions de fourmis (les processeurs) qui travaillent au même défi plutôt qu’à de nombreuses transactions séparées. Les résultats sont impressionnants… ils servent à créer de nouveaux médicaments, de nouveaux matériaux, de nouveaux avions à réaction, de nouvelles façons de diagnostiquer les maladies, de réduire les gaz à effet de serre ou de lutter contre le crime, ou encore à gagner des prix Nobel. L’intelligence artificielle, la génomique, la physique, le génie et la fabrication avancée n’existeraient pas sans eux.

L’autoroute Transcanadienne est extrêmement bénéfique à l’économie du Canada. Cependant, lorsqu’elle a été construite, le chantier était si gigantesque, qu’aucune région ou province, ni le gouvernement fédéral ne pouvaient l’entreprendre et le soutenir seuls. C’est quelque chose que nous avons bâti ensemble. L’acquisition d’un niveau adéquat de capacité en superinformatique demandera la même approche.

Les superordinateurs coûtent cher, requièrent une très grande quantité d’électricité et ont besoin de spécialistes pour les faire fonctionner. Plus le système est gros, plus les expériences et les innovations envisageables sont fascinantes. Tout comme pour la construction de notre autoroute nationale, une stratégie nationale en superinformatique pourrait faire la différence entre devenir un leader mondial ou nous laisser distancer dans ce qui sera sans doute la prochaine révolution industrielle. En ce moment, nous construisons des vélos alors que d’autres nations fabriquent des voitures de course.

Certains pays bâtissent des infrastructures concurrentielles non négligeables qui leur fournissent la capacité de calcul nécessaire à leurs investissements scientifiques et innovateurs.

Une solution canadienne pourrait consister à atteindre une volonté de mettre nos ressources en commun et de partager les ressources nationales de superinformatique. Nous conduisons tous sur les mêmes routes, alors nous pouvons aussi partager un meilleur superordinateur, surtout s’il nous propulse en première ligne sur le plan mondial.

Calcul Canada prévoit une multiplication des besoins de stockage par quinze et des besoins de calcul par sept dans le milieu universitaire seulement, et pourtant, au Canada, nous n’avons pas encore de plan en place pour un financement durable et prévisible de cette infrastructure essentielle. L’accès est limité pour les innovateurs canadiens, et les entreprises, après le stade de la découverte, sont souvent laissées sans réel accès à des ressources informatiques pour leur expansion (à quelques exceptions près).

D’autres nations font progresser leur démarche stratégique, dépassant leurs frontières régionales et provinciales afin d’atteindre un niveau concurrentiel approprié à la poursuite de leurs objectifs industriels et de recherche. Pour que le Canada puisse être en mesure de rivaliser, nous devons créer notre propre solution.

Des investissements dignes de champions (la voiture de course) permettraient aux Canadiens de partager l’accès à des ressources de superinformatique concurrentielles à l’échelle internationale ainsi que des scénarios d’accès partagé et de recouvrement des coûts pour soutenir les besoins locaux, régionaux, provinciaux et nationaux.

Au Canada, nous appuyons certains des meilleurs chercheurs au monde en intelligence artificielle, en génomique, en science du cerveau et en science sociale. Ils resteront si nous leur offrons les meilleurs outils pour faire leur travail. Sinon, ils s’en iront utiliser leurs connaissances dans l’infrastructure d’innovation d’un autre pays, suivis de leurs partenaires industriels et de leurs étudiants.