Description
Date depot: 1 juillet 2021
Titre: Configuration et contrôle de la précision du calcul, application aux mesures de rayonnements gamma de basse énergie
Directrice de thèse:
Fabienne JEZEQUEL (LIP6)
Encadrant :
Vincent LAFAGE (IJCLab)
Encadrant :
David CHAMONT (IJCLab)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Modèles de calcul, preuve, vérification
Resumé: Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre IJCLab
(Orsay) et le LIP6 (Sorbonne Université, Paris), et d'une
collaboration européenne pour la mesure de rayonnements
électromagnétiques de haute énergie, AGATA. Elle est financée grâce au
soutien du CNRS à travers les programmes interdisciplinaires de la MITI.
En physique des deux infinis, l'usage est de faire les calculs en
double précision, qu'il s'agisse de simulation ou d'analyse de mesures
expérimentales. La perte de vitesse associée, qui reste modérée sur
des processeurs classiques, était jusqu'à présent tolérée. Cependant,
l'arrivée de nouveaux matériels de calcul, notamment les GPU, change
la donne : le rapport de vitesse entre la simple et la double
précision n’a plus le même ordre de grandeur. Il devient dès lors
stratégique de faire ses calculs avec la précision minimale requise.
L'utilisation d'une précision réduite ou mixte (par exemple simple et
double précision) permet de gagner en temps d'exécution, en volume de
résultats échangés et en efficacité énergétique.
Le(la) doctorant(e) explorera toute forme de configuration de la
précision du calcul : choix manuel du type numérique flottant à la
compilation ou à l'exécution ; utilisation de précision mixte dans les
différentes parties de l'application ; changement dynamique de
précision au cours des algorithmes itératifs. Il(elle) devra proposer
des méthodes et des techniques logicielles favorisant cette
flexibilité maximale dans la précision.
Ces méthodes et techniques seront appliquées aux calculs de
l'expérience AGATA. Il faudra bien sûr s'assurer de la justesse des
résultats physiques dans toutes les configurations. Des outils de
validation numérique, notamment CADNA, seront utilisés en appui pour
détecter les instabilités numériques, et le(la) doctorant(e)
recherchera des solutions algorithmiques pour compenser ces
instabilités, et obtenir le meilleur compromis entre précision et
rapidité des calculs, sur diverses architectures (CPU ou GPU).
Les outils de validation numérique utilisés devront être adaptés afin
de tenir compte des architectures de calcul visées, des formats
flottants supportés par ces architectures et des particularités des
données de l'expérience AGATA. En ce qui concerne l'auto-tuning de
précision, il s'agit notamment de l'étendre aux GPU et d'élargir le
choix des critères de précision sur les résultats. Les outils de
validation numérique devront permettre la prise en compte de formats
récents tels BF16.
Doctorant.e: Molina Roméo