Calcul Distribué et Asynchronisme - CDA

Responsable : Didier EL BAZ
Secrétaire : Justine PRANEUF

 

 

Figure 1: Etapes de la reconfiguration  d'un système distribué à base de Smart Blocks (Projet ANR Smart Blocks, travail commun avec Femto-ST)

 

L’équipe de recherche CDA (responsable Didier El Baz) produit des résultats scientifiques dans les domaines du calcul à haute performance (HPC), du calcul parallèle et du calcul distribué avec application à l'intelligence artificielle, à l'optimisation combinatoire, à l'ordonnancement, à l'optimisation non linéaire, à la simulation numérique et aux systèmes cyber-physiques. Ces domaines ont connu une profonde mutation au cours de ces dernières années du fait de la généralisation du concept de parallélisme, de l’évolution des technologies réseau et de la convergence du calcul parallèle et du calcul distribué.

Le concept de parallélisme s’est définitivement imposé au niveau des architectures de processeurs et de machines en raison de la course aux hautes performances des applications informatiques. Désormais, l’augmentation de la puissance de traitement des processeurs ne dépend plus uniquement de l’augmentation de leur fréquence d’horloge. Le recours à la multiplication des cœurs de calcul et donc à un traitement parallèle va de pair avec les avancées technologiques en matière de capacité d’intégration des microprocesseurs. Par ailleurs, l’utilisation d'accélérateurs de calcul, comme par exemple les cartes graphiques plus connues sous le nom de Graphics Processing Units ou GPUs, qui possèdent plusieurs centaines ou milliers de cœurs, à des fins de calcul généraliste et des processeurs Intel Xeon Phi ouvre de nouvelles perspectives en matière de traitement parallèle de l’information et de diminution de la consommation énergétique. Enfin, les domaines du calcul parallèle et du calcul distribué tendent à se rapprocher grâce aux progrès importants en matière de technologies réseaux, aux concepts nouveaux de cloud computing, grid computing, global computing, volunteer computing et de calcul pair à pair et aux initiatives comme Seti@home, Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) ou XtremWeb. Ces nouveaux concepts ont contribué à changer notre vision du calcul. Les milieux industriels dans des domaines aussi variés que la l’aéronautique, l’espace, la défense, l'énergie et l'usine du futur ainsi que les milieux scientifiques sont demandeurs de nouvelles approches économiques ou de nouvelles solutions de calcul parallèle ou des solutions distribuées et reconfigurables qui consomment peu d’énergie afin de résoudre des problèmes difficiles ou des problèmes nécessitant un traitement en temps réel.

Les thématiques du calcul à haute performance, du calcul parallèle et du calcul distribué sont considérées par de nombreuses institutions nationales et internationales comme des sujets prioritaires. En particulier, le domaine du calcul intensif figure parmi les 10 Axes Stratégiques d’Innovation (ASI) du CNRS. La thématique du calcul à haute performance figure aussi comme thématique prioritaire dans le document : La Nouvelle France Industrielle. La thématique de l’algorithmique distribuée notamment pour les grilles de calcul figure parmi les Thèmes Scientifiques prioritaires du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. En Europe, La thématique du calcul à haute performance est au centre des projets Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications (DEISA) du 7e plan cadre européen ainsi que des projets Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACES). Aux Etat-Unis, la recherche en calcul intensif et calcul sur grille est porté par de nombreux programmes d’envergure ; on peut citer notamment les projets TeraGrid de la National Science Foundation (NSF), le programme Advanced Scientific Computing Research (ASCR)   du Department of Energy (DOE) qui finance en particulier la recherche en algorithmique, logiciel et matériel ainsi que différents programmes du High Performance Computing Modernization Program du Department of Defence (DoD) au travers de la DARPA. Tout récemment, des financements importants ont été annoncés par la Maison Blanche autour de l’Hexascale Computing. Au Japon, le calcul à haute performance est soutenu par le projet Kei-Soku conduit par le grand centre en matière de supercomputing RIKEN. Ces circonstances et le renouveau d'une industrie nationale des superordinateurs sont propices aux travaux de recherche de l'équipe CDA.

Docteur Ingénieur Didier El Baz, HDR
Responsable de l'équipe CDA au LAAS-CNRS
Codirecteur du laboratoire international Information Security of Cyber-physical Systems
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics
ITMO University Kronverksky prospect 49, St Petersburg 197101 Russian Federation.

 

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