Élargissement des méthodes et techniques du monde HPC pour répondre aux besoins du monde temps réel et leur application aux télescopes astronomiques géants et aux systèmes embarqués

Extension of HPC methods and techniques to meet the needs of real-time constraints and their application to giant astronomical telescopes and embedded systems

• Auteur / Autrice : Cyril Cetre
• Direction : Damien Gratadour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Soutenance le 26/04/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres en cotutelle avec Thales Research and Technology (Palaiseau, Essonne)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Meudon, Hauts-de-Seine ; 2002-2024)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Observatoire de Paris (1667-....)
• Jury : Président / Présidente : Corinne Ancourt
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Gratadour, Marcel Carbillet, Henri-Pierre Charles, Dirk Schmidt, Maria A. Serrano
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marcel Carbillet, Henri-Pierre Charles
• DOI : 10.70675/88b59277za196z4b97zae90z983bdfb6aae3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télescopes

Processeurs graphiques

Systèmes embarqués (informatique)

Calcul intensif (informatique)

Mots clés libres

Processeur graphique

Calcul Haute performance

Systèmes embarqués

Graphics Processing Unit

High Performance Computing

Embedded systems

Résumé

Le design des processeur graphiques (GPU), centré sur le débit n’est pas toujours en adéquation avec les besoins d’applications aux besoins temps-réels. Les récents avancements technologiques, à la fois hardware et logiciels permettent toutefois de parvenir à des solutions nouvelles en matière de réduction de latences dues à l’intégration de GPU dans un système. Dans cette contribution, nous nous sommes intéressés à ces avancements afin de proposer plusieurs pistes d’amélioration dans le contexte d’un système d’optique adaptative, incluant un nouveau modèle de graphes persistants pour un ordonnancement des tâches sur le GPU dans un environnement isolé, une proposition d’extension au standard OpenMP pour supporter des synchronisations GPU et l’amélioration des performances brutes d’une multiplication matrice-vecteur à travers un algorithme de compression.

The emphasis on throughput in graphics processing units design presents challenges when incorporating them into time-sensitive applications. However, advancements in both GPU architectures and software have emerged, enabling the reduction of overhead and interference along critical paths through sophisticated GPU mechanisms, all while maintaining elevated throughput levels.In this contribution, we have explored these advancements to suggest several avenues for improvement within the context of an adaptive optics system, including a new model of persistent graphs for task scheduling on the GPU in an isolated environment, a proposal for extending the OpenMP standard to support GPU synchronizations, and enhancing the raw performance of a matrix-vector multiplication through a compression algorithm.