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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Optimisation et accélération GPU d'un code C++ portant sur le transport déterministe


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 40 km au sud de Paris, le centre DAM-Île de France, a en charge la conception des armes nucléaires françaises, la recherche et développement dans le domaine de la lutte contre la prolifération et le terrorisme, l'alerte aux autorités en cas de séisme, de tsunami ou d'essai nucléaire étranger, la construction et le démantèlement de grandes infrastructures nucléaires. Leader français de la simulation numérique et du calcul intensif, il possède deux des machines européennes les plus puissantes. Il dispose également de plusieurs accélérateurs et de nombreux moyens techniques et expérimentaux pour mener ses recherches. Lui est également rattaché, l'Unité Propulsion Nucléaire située sur le centre CEA/Cadarache en région Provence Alpes-Côte d'Azur, où sont implantées les installations d'essais et une partie des fabrications de la propulsion nucléaire.  

Référence

2021-18550-S0384  

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information  scientifique, logiciel

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Optimisation et accélération GPU d'un code C++ portant sur le transport déterministe

Sujet de stage

Optimisation et accélération GPU d'un code C++ portant sur le transport déterministe

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Utilisées notamment en physique de la FCI (Fusion par Confinement Inertiel), les équations cinétiques modélisent le transport de particules physiques (photons, neutrons, électrons, etc.) et leurs interactions avec le milieu matériel environnant. Dans leur forme générale 3D instationnaire, ces équations intégro-différentielles régissent l’évolution d’une fonction de distribution décrivant le nombre des particules qui, à un instant donné (1 scalaire), occupent une certaine position (1 vecteur 3D) et se déplacent avec une certaine vitesse (1 vecteur 3D). La discrétisation directe de ce problème de dimension 7 conduirait à des simulations irréalisables en termes de coût CPU et d’occupation mémoire. Cette difficulté de fond peut cependant être levée avec, par exemple, l’utilisation d’une méthode déterministe de type « SN » où les directions des particules sont projetées sur une base composée d’une centaine de directions discrètes. Cela permet d'obtenir un problème de dimension 5, dont la résolution numérique devient atteignable à condition de porter les efforts sur une programmation optimisée et massivement parallèle sur supercalculateur.
Dans ce contexte, le CEA a développé et validé un nouveau schéma numérique de transport déterministe (voir [1] et [2]), dont une spécificité est de ramener l’essentiel du calcul à des opérations algébriques élémentaires de produits « matrice x vecteur ». Ce schéma prometteur a été reporté dans un code C++ basé sur la plateforme massivement parallèle Arcane (voir [3]), qui intègre désormais des possibilités d’accélération par GPU (processeur graphique). Les objectifs de ce stage d’informatique sont d’optimiser les performances parallèles de ce code C++ existant, et de réaliser les développements nécessaires pour que le nouveau schéma soit porté et performant sur GPU. Pour mener à bien ces missions, le(a) stagiaire sera formé(e) et co-encadré(e) par des spécialistes de profils complémentaires (math. appliquées et informatique), et disposera d’un accès à un supercalculateur.
Références :
[1] P. Anguill, Extension 2D d’une nouvelle méthode numérique déterministe pour un modèle simplifié de transfert radiatif, Rapport de stage CEA & INSA Rouen, 2020.
[2] P. Anguill et al., An asymptotic preserving method for the linear transport equation on general meshes, Article soumis à journal international, 2021.
[3] G. Grospellier & B. Lelandais, The Arcane development framework, POOSC’09, ACM, 2009.

Profil du candidat

Formation recommandée : dernière année d'école d'ingénieur et/ou Master 2 en Informatique (développement de code, parallélisme, cartes graphiques). Des connaissances en simulation numérique (math. appliquées) seraient appréciées.
Langage C++
Bac+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

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

Ville

Bruyères-le-Châtel