Extensibilité parallèle de GMRES et BiCGStab avec ' communication avoiding '

Réf. 004

Stage - Informatique - Développement

Localisation : Hauts-de-Seine

Début : entre mars et juin 2017
Durée : 5 mois
Indem. : Oui

IFP Energies nouvelles - Technologie, Informatique et Mathématiques appliquées

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Extensibilité parallèle de GMRES et BiCGStab avec « communication avoiding »

Contexte : 

Les moyens de calcul parallèles modernes reposent sur des architectures matérielles complexes. Ils sont composés de milliers de processeurs multi-cœurs et d’unités de calcul massivement parallèles comme les cartes accélératrices type many-cœurs ou GPGPU.

Dans le cadre de la résolution de grands systèmes linéaires creux les algorithmes de résolution utilisés ne sont pas en mesure d'exploiter pleinement ces architectures hautement parallèles. En effet, une dégradation rapide des performances est constatée au-delà d’un certain nombre d’unités de calcul. Cela est dû à l'écart existant entre le temps nécessaire pour effectuer des opérations flottantes par les unités de calcul et celui pour communiquer les résultats entres ces unités et/ou pour transférer les résultats entre la mémoire et les unités de calcul.

Dans le contexte des cartes accélératrices type GPGPU, les difficultés énumérées ci-dessus se traduisent par le temps non négligeable nécessaire pour transférer les données via le bus PCI Express entre les cartes et les processeurs hôtes.

Objectifs du stage :

Le travail proposé consiste à concevoir les techniques de « communication avoiding » pour les deux méthodes de résolution basées sur les sous-espaces de Krylov, GMRES et BiCGStab, et ensuite à étudier l’extensibilité parallèle de ces deux méthodes sur les architectures multi-cœurs accélérée ou pas par les cartes accélératrices type GPGPU.

Candidat :

Stage de fin d'étude

Elève Master 2 ou Ingénieur en 3ème années d'école, options mathématiques appliquées, informatiques ou option avec une forte dominante numérique intéressé à la fois par les aspects numériques et le développement informatique.

Elève ayant une bonne connaissance du C, C++, intéressé par la programmation parallèle.

Contact

IFP Energies nouvelles - Technologie, Informatique et Mathématiques appliquées
Thomas Guignon & Ani Anciaux-Sedrakian
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 Rueil-Malmaison cedex
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