Thèse de Romain Gallé


Sujet :
Impact et évolution des modèles de programmation et des systèmes d'exécution pour les machines à mémoire hétérogène : application à la biologie computationnelle

Date de début : 11/12/2024
Date de fin (estimée) : 11/12/2027

Encadrant : Jonathan Rouzaud-Cornabas

Résumé :

Dans le cadre d’un partenariat entre les équipes Beagle et Avalon d'Inria et la startup Si Pearl, nous nous intéressons à l'exploitation et à l'optimisation des programmes de calcul scientifique sur des machines de calcul ayant une mémoire hétérogène. En effet, la prochaine génération de machines de calcul incluant plusieurs technologies de mémoire dans la même machine. Intel a commencé à distribuer une machine (x86) incluant de la mémoire classique DDR, mais aussi de la mémoire plus rapide de type HBM. Si Pearl va distribuer très prochainement des machines (ARM) ayant la même particularité. Mais cette évolution va se renforcer avec l'arrivée prochaine des technologies CXL mais aussi l'utilisation de mémoire persistante type NVRAM. Cet aspect de mémoire hétérogène, même si par le domaine HPCa un lien avec le PEPR Num PEX, est au-delà du cadre de ce projet.
L'objectif est d'étudier ces architectures et leur pertinence dans le cadre du calcul scientifique. Nous nous intéresserons également à la portabilité de performances sur ces architectures à mémoire hétérogène. Nous nous focaliserons sur la biologie computationnelle et les modèles développés dans le cadre de l'équipe Beagle : 1) Aevol, un simulateur d'évolution expérimentale et 2) AEx ExODE, un solveur pour les systèmes à large échelle d'équations différentielles ordinaires pour la biologie computationnelle.
Missions :
Dans une démarche de co-conception (biologie et HPC), le doctorant aura pour mission de proposer
1.    des extensions au modèle de programmation classiquement utilisé tel que OpenMP ou OneAPI et
2.    des algorithmes de co-ordonnancement de ressources calcul et mémoire orienté par des objectifs spécifiés par l'utilisateur via les extensions précédemment proposés. Le doctorant valorisera ses recherches par des publications dans des journaux et conférences internationales ainsi qu'au sein des logiciels développés conjointement entre les deux équipes Inria. Finalement, en lien avec l'entreprise Si Pearl, il participera à la valorisation de ces travaux de recherche dans un concept industrielle.