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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Benchmark des outils de conception d'architectures, basés sur la HLS, pour les réseaux de neurones H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

2023-29053  

Description de l'unité

Le Laboratoire Intelligence Artificielle Embarquée (LIAE) est chargé de concevoir, de développer et de mettre en œuvre des solutions optimisées (surface, consommation, puissance de calcul) pour les systèmes embarqués.

Description du poste

Domaine

Systèmes d'information

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Benchmark des outils de conception d'architectures, basés sur la HLS, pour les réseaux de neurones H/F

Sujet de stage

Au Laboratoire d'Intelligence Artificielle Embarquée (LIAE), nous développons un flot de conception d'accélérateur matériel basé sur la HLS (en utilisant Catapult comme outil de synthèse) et l'outil de Deep Learning (DL) Aidge. Ce dernier est une plateforme Open-Source pour la conception et le déploiement d'applications de DL embarqué. C'est une chaîne d'outils allant de l'algorithme au matériel embarqué indépendant et un outil unifié pour de multiples cibles matérielles. Ce flot, Aidge+Catapult, a été utilisé pour faciliter la conception d'une architecture matérielle pour un CNN (MobilNet-V1 dans notre cas).

Dans ce contexte, vous serez amené à comparer des outils de conception d'architectures matérielles, basés sur la HLS, pour les réseaux de neurones profonds, et à contribuer au développement du flot Aidge+Catapult.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Rejoignez-nous en Stage ! 

CEA Tech Corporate from CEA Tech on Vimeo.

Les réseaux de neurones sont une des solutions de pointe dans de très nombreux domaines. Ces algorithmes évoluent pour avoir une meilleure précision afin de répondre à des taches de plus en plus complexes, ou de réduire les besoins de calcul et de mémoires. Ces améliorations à différents niveaux sont apportées par de nouvelles topologies, par l’introduction de nouveaux types de couches ou en appliquant différentes stratégies d’optimisation (i.e. quantification, pruning, etc.). Ces algorithmes, bien adaptés à l’accélération matérielle ont des besoins importants en mémoires et une complexité calculatoire qui les rendent difficiles à intégrer dans des systèmes embarqués. En outre, les réseaux de neurones évoluent plus rapidement que leur support hardware, amplifiant l'écart entre logiciel et matériel. De plus, le processus de conception des accélérateurs matérielles est assez laborieux, surtout au niveau RTL. Une réponse à cette problématique est d'utiliser la HLS qui assure une meilleure productivité [1].

 

Description du poste :

Au LIAE, nous développons un flot de conception d’accélérateur matériel basé sur la HLS (en utilisant Catapult comme outil de synthèse) et l’outil de Deep Learning (DL) Aidge [1][2]. Ce dernier est une plateforme Open-Source pour la conception et le déploiement d'applications de DL embarqué. C’est une chaîne d'outils allant de l’algorithme au matériel embarqué indépendant et un outil unifié pour de multiples cibles matérielles. Ce flot, Aidge+Catapult, a été utilisé pour faciliter la conception d’une architecture matérielle pour un CNN (MobilNet-V1 dans notre cas).

Dans ce contexte, le CEA-List propose un stage dont les objectifs sont les suivants :

  1. Benchmark des outils existants basés sur la HLS pour la conception d’architecture matériel pour des algorithmes de DL :
    1. Prendre en main (au moins) un outil de l’état de l’art (par exemple hls4ml [4]) ainsi que la chaîne d'outils Aidge+Catapult, et identifier les stratégies d'optimisation.
    2. Mettre en œuvre une architecture pour MobileNet-V1 avec un outil de l’état de l’art.
    3. Comparer les résultats de l'implémentation (perforamnce et ressources utilisées) avec ceux de Aidge+Catapult.
    4. Identifier les points forts de Aidge+Catapult et les pistes d’amélioration.
  2. Contribuer au flot Aidge+Catapult :
    1. Piste d'amélioration envisagée : mettre en place une boucle de rétroaction dans le flot de conception pour guider la quantification du réseau de neurones à partir des résultats de synthèse.

 

 

Ce stage peut évoluer en fonction du niveau du candidat. D’autres perspectives sont envisagées, mais le candidat est encouragé à proposer des idées en fonction des besoins qu’il identifiera. Ce stage nécessite des compétences en développement logiciel et matériel, une forte capacité d'analyse, et offre l'opportunité de développer des compétences à la fois logiciel et matériel au sein d'un laboratoire de recherche.

Profil du candidat

Qu’attendons-nous de vous ?

Vous préparez un diplôme de niveau fin d'étude d'ingénieur ou master 2 dans le domaine des systèmes embarqués et intelligence artificielle.

Compétences recherchées :
C/C++, Python, IA, linux, connaissances en hardware, VHDL (facultatif), un bon niveau en anglais

Pièces à fournir :
CV + lettre de motivation + relevés de notes des 3 dernières années

 

Rejoignez-nous, venez développer vos compétences et en acquérir de nouvelles !

 

Vous avez encore un doute ? Nous vous proposons :

  • L'opportunité de travailler au sein d'une organisation de renommée mondiale dans le domaine de la recherche scientifique,
  • Un environnement unique dédié à des projets ambitieux au profit des grands enjeux sociétaux actuels,
  • Une expérience à la pointe de l’innovation, comportant un fort potentiel de développement industriel,
  • Des moyens expérimentaux exceptionnels et un encadrement de qualité,
  • De réelles opportunités de carrière à l’issue de votre stage
  • Un poste au cœur de la métropole grenobloise, facilement accessible via la mobilité douce favorisée par le CEA,
  • Une participation aux transports en commun à hauteur de 85%,
  • Un équilibre vie privé – vie professionnelle reconnu,
  • Un restaurant d'entreprise,
  • Une politique diversité et inclusion,
  • Un CSE actif en termes de loisirs et d’activités extra-professionnelles.
     

 

Tous nos postes sont ouverts aux personnes en situation de Handicap. La Mission Handicap du CEA vous accompagne et met en place les aménagements nécessaires à vos besoins spécifiques.

 

Références

[1] S. Lahti et al., « Are We There Yet? A Study on the State of High-Level Synthesis», in: IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems 38.5 (2019), pp. 898–911, doi: 10.1109/TCAD.2018.2834439. url: https://ieeexplore.ieee.org/document/8356004

[2] https://gitlab.eclipse.org/eclipse/aidge

[3] https://eclipse-aidge.readthedocs.io/en/latest/

[4] F. Fahim et al., « hls4ml: An Open-Source CodesignWorkflow to Empower Scientific Low-Power Machine Learning Devices », in: CoRR abs/2103.05579 (2021), arXiv: 2103.05579, url: https://arxiv.org/abs/2103.05579

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Palaiseau

Critères candidat

Langues

Anglais (Intermédiaire)