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Formation Calcul Haute Performance

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Face à la complexité croissante des systèmes à concevoir et au développement exponentiel des données numériques disponibles, la simulation numérique et la modélisation sont l’une des clés de l’innovation et de la compétitivité dans de nombreux domaines industriels et de service, comme l’aéronautique et spatial, l’énergie la chimie, la médecine, les matériaux...
Le programme certifiant Calcul Haute Performance, s’adresse à toute personne intéressée par l’utilisation de machines de calcul moderne.
Cette formation vise à fournir aux participants les outils nécessaires au développement logiciel et à l’utilisation spécifique des superordinateurs.

 

  • Durée :15 jours
  • Pour qui :Enseignant, Chercheur, Doctorant
  • Lieu :Ecole polytechnique - IDRIS - Maison de la Simulation
  • Langue :Français
  • Certification :Certificat de l’École polytechnique

Objectifs

  1. Connaître les structures des ordinateurs actuels et leurs modes de programmation
  2. Savoir utiliser des ressources de calcul locales ou celles disponibles dans les grands centres nationaux.
  3. Etre en mesure de développer de nouveaux produits logiciels nécessitant l’utilisation de machine à fort parallélisme (clusters, accélérateurs de type GP GPU...).
  4. Savoir concevoir et développer des logiciels adaptés aux machines actuelles
  5. Connaître et acquérir les bonnes pratiques de la programmation pour ces systèmes

Programme

Organisée sous la forme de cours/TP, la formation Calcul Haute performance permet une mise en pratique effective des concepts étudiés, et une mise en avant des bonnes pratiques de la programmation pour ces systèmes.
On peut ainsi, à l’issue de la formation, utiliser des ressources de calcul locales ou celles disponibles dans les grands centres nationaux.

Distributed Version Control System (DVCS)

  • Concept de partage de versions,introduction à git
  • Gérer les conflits, pull/merge requests
  • Utilisation de gitlab.

Initiation langage C++ 11

  • Variables & Fonctions
  • Classes & Objets
  • Héritage & Polymorphisme
  • Opérateurs & Templates
  • Débogage avec GDB

Introduction à OpenMP

  • Principe de la mémoire partagée
  • Création/destruction de threads
  • Limitations, « race condition ».

Exploitation des résultats

  • Présentation générale des langages interprétés : Matlab, Scilab, Python...
  • Python, scipy, matplotlib
  • Python en parallèle, mpi4py.

Outils de visualisation

  • Formats de données, convention d'écriture : HDF5/XDMF, silo et pixie
  • Outils de visualisations Visit et Paraview
  • Principes de visualisation : post-mortem, distante ou in-situ
  • Bibliothèques python : Vispy, glumpy, PyOpenGL

C++ 11 avancé

  • RAII & sémantique de mouvement
  • Algorithme, Itérateur et Conteneur
  • Concurrence et parallélisme
  • Débogage avec Valgrind

MPI

  • Architecture à mémoire distribuée
  • Communications point à point/collectives
  • Modes d'envois
  • Utilisation d'un système de batch

Parallélisation hybride avancée

  • MPI avancé, types dérivés, topologie, équilibrage
  • OpenMP avancé, approche Fine Grain et Coarse Grain
  • MPI + openMP, intérêt et mise en oeuvre

Analyse de performances

  • Objectifs, Modélisation de la performance
  • Méthodes et Outils d'instrumentation, échantillonage, trace
  • Scalasca, Vtune, Itac

Approche des accélérateurs GPU

  • Cuda
  • OpenCL :
    • Modèle abstrait d’openCL
    • Noyaux Multi-Devices (calcul hybride)
    • Introduction aux processus asynchrones.

Intervenants

  1. Responsable pédagogique
    François
    Centre de Mathématiques Appliquées (CMAP), Ecole polytechnique

    Professeur de Mathématiques appliquées

  1. Intervenant(s)
    Frédéric
    Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Ecole polytechnique

    Ingénieur de recherche, Chef de projet et coordinateur des développements online
    Thèse de doctorat au Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI) de l'université d'Orsay entre 1998-2002
    Voir la biographie complète
     
     

  2. Intervenant(s)
    Miguel
    Laboratoire Leprince-Ringuet, Ecole polytechnique

    Ingénieur de Recherche en informatique, contrôle-commande et acquisition de données

     

  3. Intervenant(s)
    David
    Laboratoire Leprince-Ringuet, Ecole polytechnique

    Ingénieur logiciel scientifique pour la physique des particules. Ingénieur logiciel, plutôt orienté "offline" et "core software", programme le plus souvent en C++ et en PYTHON.
    Membre du comité de pilotage LoOPS et du comité d'organisation JDEV. Actuellement très impliqué dans les projets de transition des codes de physique des particules vers le parallelisme et les accélérateurs.
     

  4. Intervenant(s)
    Joel
    Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI), Université Paris Sud, Orsay

    Enseignant chercheur en calcul parallèle, CTO de NumScale SAS
    Maître de conférences affecté au LRI et à l’IFIPS.
    Membre de l’équipe PARALL
    Voir la biographie complète
     

  5. Intervenant(s)
    Pierre-François
    Institut du développement et des ressources en informatique scientifique

    Ingénieur en calcul scientifique, responsable de l'équipe Support de l'IDRIS

     

  6. Intervenant(s)
    Arnaud
    Laboratoire Leprince-Ringuet, Ecole polytechnique

    Ingénieur de Recherche en calcul scientifique, simulations massivement parallèles d'interaction laser-plasma

     

  7. Intervenant(s)
    Roch
    Laboratoire de Physique des Plasmas, Ecole polytechnique

    Enseignant-chercheur, calcul numérique de processus de reconnexion magnétique et de diffusion turbulente

     

  8. Intervenant(s)
    Nicolas
    Laboratoire de Physique des Plasmas, Ecole polytechnique
  9. Intervenant(s)
    Martial
    Maison de la Simulation

    Ingénieur Visualisation

     

  10. Intervenant(s)
    Julien
    Maison de la Simulation

    Ingnieur Chercheur HPC
    Créée par le CEA et le CNRS, la Maison de la Simulation a pour objectif est de favoriser l’utilisation efficace par la communauté scientifique de ces grands équipements ainsi que la recherche dans le domaine du HPC.
     

  11. Intervenant(s)
    Matthieu
    Maison de la Simulation

    Ingénieur Chercheur expert en calcul et visualisation haute performance
    Voir la biographie complète

     

  12. Intervenant(s)
    Pierre
    Maison de la Simulation

    Ingénieur Chercheur en calcul haute performance, nouvelles architectures de calcul, applications en dynamique des fluides numérique

     

  13. Intervenant(s)
    Gilles
    Laboratoire Leprince-Ringuet, Ecole polytechnique

    Ingénieur développement d'applications scientifiques pour la physique des hautes énergies

     

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