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Parallélisation multi niveaux d'un code éléments finis basé sur une stratégie de décomposition de domaine. Application au contrôle non-destructif par ultrasons

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Doctorant: Carlos CARRASCAL MANZANARES
Unité de recherche UMR 7606 Laboratoire d'informatique de Paris 6

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Le but de cette thèse est d’analyser un code d’éléments finis spectraux d’ordre élevé combiné à une stratégie de décomposition par domaine et de le paralléliser sur des processeurs généralistes multicoeurs SIMD et sur des GPU. Sur le plan algorithmique, ce code est paramétrable en complexité via l’ordre des éléments finis et sur le plan architectural, ce code est composé d’algorithmes réguliers de calculs et d’opérateurs d’algèbre linéaire. Il se prête donc à une parallélisation adaptée / adaptable à chaque classe d’architecture.

La première étape sera donc de paralléliser ce code sur ces architectures. La seconde étape consistera à faire du calcul hybride et à distribuer la charge de calcul sur les processeurs généralistes (y compris Xeon Phi) et sur GPU. La troisième étape consistera à développer un algorithme d’auto-tuning pour adapter automatiquement la distribution des calculs en fonction de la puissance respective des différents éléments de calculs. Cette thèse se fera au Département Imagerie et Simulation pour le Contrôle (DISC) du CEA LIST et en partenariat avec la Maison de la simulation. Encadrants : - Gilles Rougeron (CEA) pour les aspects de calcul parallèle - Alexandre Impériale (CEA) pour les aspects métiers

Enjeux

1 Parallélisation efficace. Optimisation du memory layout pour améliorer la localité des données sachant que le code manipule des matrices creuses régulières. L’objectif est de concevoir un code SIMD (SSE, AVX, KNC) multi-threadé passant à l’échelle sur un grand nombre de cœurs (tests sur plateforme bi et quadri-sockets). il sera nécessaire d’optimiser l’enchainement des opérateurs d’algèbre linéaire afin d’obtenir une bonne intensité arithmétique, 2 Auto-tuning. L’objectif est d’adapter le déploiement et le choix de l’ordre des éléments fini afin de trouver des compromis qualitatifs (précision des résultats) et quantitatifs (vitesse des calculs).

Ouverture à l'international

Oui