Thèse soutenue

Modèle d'Ordonnancement et de Partitionnement pour Applications à Maillages et Calculs Réguliers dans le Cadre d'Accélérateurs de Type «ManyCore»

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Auteur / Autrice : Jean-Charles Papin
Direction : Daniel Bouche
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mathématiques appliquées
Date : Soutenance le 08/09/2016
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques Hadamard (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
Laboratoire : Centre de mathématiques et de leurs applications (1990-2019 ; Cachan, Val-de-Marne)
Jury : Président / Présidente : Florian de Vuyst
Examinateurs / Examinatrices : Daniel Bouche, Florian de Vuyst, Jean-François Méhaut, Olivier Coulaud, Pierre Manneback, Laurent Colombet, Siegfried Benkner
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Méhaut, Olivier Coulaud

Résumé

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La puissance de calcul des plus grands calculateurs ne fait qu'augmenter: de quelques centaines de cœurs de calculs dans les années 1990, on en est maintenant à plusieurs millions! Leur infrastructure évolue aussi: elle n'est plus linéaire, mais complètement hiérarchique. Les applications de calcul intensif, largement utilisées par la communauté scientifique, doivent donc se munir d'outils permettant d'utiliser pleinement l'ensemble de ces ressources de manière efficace. La simulation numérique repose bien souvent sur d'importants calculs dont le coût, en termes de temps et d'accès mémoire, peut fortement varier au cours du temps: on parle de charge de calcul variable. Dans cette Thèse, on se propose d'étudier les outils actuels de répartition des données et des calculs, afin de voir les raisons qui font que de tels outils ne sont pas pleinement adaptés aux fortes variations de charge ainsi qu'à la hiérarchie toujours plus importante des nouveaux calculateurs. Nous proposerons alors un nouveau modèle d'ordonnancement et de partitionnement, basé sur des interactions physiques, particulièrement adapté aux applications basées sur des maillages réguliers et présentant de fortes variations de charge au cours du temps. Nous validerons alors ce modèle en le comparant à des outils de partitionnement de graphes reconnus et largement utilisés, et verrons les raisons qui le rendent plus performant pour des applications aussi bien parallèles que distribuées. Enfin, nous proposerons une interface nous permettant d'utiliser cette méthode d'ordonnancement dans des calculateurs toujours plus hiérarchiques.