Equipe de recherche HIEPACS

Algorithmes parallèles Hautement Scalables pour les Simulations Numériques frontières

Présentation de l'équipe

Les avancées significatives en terme de simulation numérique ont toujours été liées aux paliers importants franchis par les technologies du HPC. Après le seuil des machines teraflops des années 1990 et actuelles, la communauté scientifique se prépare d'ici 2012 à utiliser de manière généraliste les architectures pétaflops et même exaflops dans les années 2014-2018. Pour que des codes applicatifs puissent exploiter de telles puissances de calcul en utilisant des centaines de milliers (voir plus) de coeurs de calcul en passant effectivement à l'échelle, il est nécessaire de repenser les modèles physiques, leur modélisation mathématique et les algorithmes associés, ainsi que faire une mise en oeuvre permettant d'exploiter tous les niveaux de parallélisme de l'architecture. Le traitement des données pour ces simulations sera aussi un problème critique vue les tailles qui sont en jeu.

Dans ce contexte, l'objectif de HiePACS est de développer des compétences pluridisciplinaires de pointe en mathématiques appliquées et en informatique du HPC pour traiter des simulations frontières multi-échelles sur les machines petaflops et exaflops qui vont être disponibles bientôt.

Pour mener à bien ces objectifs, des membres de l'ancienne Equipe-Projet ScAlApplix et du projet ALGO du CERFACS se sont regroupés au sein d'HiePACS dans le cadre du Laboratoire commun INRIA - CERFACS sur le Calcul Haute Performance. Ainsi, HiePACS sera la première Action de Recherche de ce Laboratoire commun.

Axes de recherche

Afin d'impacter efficacement sur la résolution à grande échelle de ces challenges scientifiques, les activités de HiePACS sont organisées comme un continuum de recherches basées sur une approche pluridisciplinaire impliquant les mathématiques appliquées, l'algorithmique et le savoir-faire informatique du HPC. Les thèmes de recherche traités sont les suivants.
  • Recherche algorithmique et méthodologique
    • Calcul haute performance pour les nouvelles architectures de machine
    • Solveurs haute performance pour l'algèbre linéaire
      • Solveurs hybrides directs/itératifs basés sur une décomposition de domaine algébrique
      • Solveurs hybrides basés sur une combinaison de méthodes multigrilles et directes
      • Solveurs linéaires de Krylov
      • Solveurs aux valeurs propres
    • Méthode Multipôle haute performance pour les problèmes d'interaction à N-corps
    • Algorithmique pour le couplage complexe de codes de simulation
  • Simulations frontières pour des applications multi-échelles provenant de challenges scientifiques académiques et industrielles
    • Physique des matériaux
    • Applications utilisant des solveurs d'algèbre linéaire très haute performance

Logiciels

Relations industrielles et internationales

  • Collaborations internationales
    • Université technologique de Brunswick (Allemagne)
    • Université du Minnesota (USA)
    • Centre national Suisse de calcul haute performance(CSCS)
  • Collaborations industrielles
    • BRGM
    • CEA (CESTA, Ile-de-France, SACLAY)
    • EDF
    • TOTAL

Mots-clés : Calcul haute performance et simulations frontières Algorithmique Algèbre linéaire Méthode des multipôles rapide Couplage de codes Physique des matériaux

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