DALI: Digits, architectures et logiciels informatiques

L’équipe DALI développe une thématique de recherche unifiée afin d’améliorer la qualité numérique et la haute performance des calculs.  DALI permet l’interaction, rare en France au sein d’une même équipe, d’experts en micro-architecture et en arithmétique des ordinateurs.
Côté performances, nos travaux portent sur l’exploitation du potentiel de calcul toujours croissant des processeurs : élargissement des chemins (micro-architecture vectorielle), multiplication des cœurs (parallélisme de tâches), augmentation du parallélisme d’instructions. Côté arithmétique, la qualité numérique des applications de calcul  scientifique et la sûreté de fonctionnement d’applications embarquées dépendent crucialement de la maîtrise de la précision finie et de l’arithmétique flottante en particulier. Il s’agit de contrôler et certifier les calculs (algorithmes, codes) mais aussi d’optimiser la précision des résultats. De nombreux logiciels, scientifiques ou embarqués, nécessitent d’améliorer la qualité numérique sans pour autant sacrifier la rapidité d’exécution.  Ainsi se rejoignent amélioration de la performance et de la qualité numérique.

Membres

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Thématiques de recherche

La cohérence thématique des travaux de recherche sur l’amélioration de la qualité et de la performance des calculs est une des forces de l’équipe DALI.

L’amélioration de la performance des calculs est étroitement liée aux améliorations apportées aux micro-architectures. Celle-ci est réalisée suivant plusieurs directions, par élargissement des chemins (micro-architecture vectorielle), multiplication des cœurs (parallélisme de tâches), ou encore augmentation du parallélisme d’instructions (ILP). La qualité numérique des applications de calcul scientifique ou la sûreté de fonctionnement d’applications embarquées critiques dépendent crucialement de la maîtrise des effets de la précision finie des calculs — et de l’arithmétique flottante en particulier. Il s’agit alors de contrôler et valider les calculs (algorithmes, codes) mais aussi d’améliorer et optimiser la précision des calculs et des résultats.

Les travaux développés sur la période 2008-2013 sont organisés autour de 4 actions de recherche :

  • Action 1. Mesure reproductible et analyse du potentiel de parallélisme et des performances.
  • Action 2. Meilleure exploitation des nouvelles architectures multicœurs.
  • Action 3. Implantation sûre et efficace de protocoles cryptographiques.
  • Action 4. Synthèse de code pour l’implémentation de calculs précis, rapides et certifiés.

Faits marquants

  • Intégration de l’équipe DALI au LIRMM le 1er janvier 2011.
  • Organisation de 4 manifestations scientifiques : 17th Static Analysis Symposium (SAS’10), Ecole thématique Archi’11, Rencontres Arithmétique et Informatique Mathématique (RAIM’11), Ecole jeunes chercheurs du GDR Informatique Mathématique (EJCIM’13).
  • Obtention du Prix « chercheur d’avenir » de la région Languedoc-Roussillon en 2010.
  • Best Poster Award DASIP’2012, Karlsruhe, Germany.
  • Inclusion d’une bibliothèque de calcul par intervalles au SDK CUDA de NVidia.

Partenariats et collaborations académiques

Partenaires industriels : Actility, Airbus, Inpixal, Prover, Rockwell-Collins, Thales, Total.
Projets collaboratifs : ANR Blanc EvaFlo (2006-2010), Projet DPAC MASSANE (2007-2010), ANR ARPEGE (2009-2011), Projet FNRAE SARDANES (2009-2012), Projet Chercheur d’avenir Compil’HD (2010-2012), ANR INS DEFIS (2011-2014), ANR INS CAFEIN (2012-2015), PEPS QUARENUM (2013).

Collaborations nationales : CEA-LIST, ENSTA, EXASCALE, IRISA, LIENS, LIP, LIP6, LRI, LSIS, ONERA.
Collaborations internationales : Universitat de Girona, Technical University Hamburg, University of Malaysia Sabah, Mississippi State University, Microsoft Research Redmond, Rice University, Tokyo WCU, University of Waterloo (Canada), University of Wollongong, University of Waseda.

Publications majeures

  • Bernard Goossens and David Parello, Limits of Instruction-Level Parallelism Capture, International Conference on Computational Science (ALCHEMY Workshop), 2013, to appear.
  • Stef Graillat, Philippe Langlois, and Nicolas Louvet. Algorithms for accurate, validated and fast computations with polynomials. Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics, 26(2,3):191-214, 2009.
  • Sylvain Collange, Marc Daumas and David Defour, Interval Arithmetic, in GPU Computing Gems, Jade Edition, ISBN 978-0-12-385963-1, 2011.
  • Anwar Hasan, Nicolas Meloni, Ashkan Namin, and Christophe Negre,Block Recombination Approach for Subquadratic Space Complexity Binary Field Multiplication based on Toeplitz Matrix-Vector Product ,IEEE Transactions on Computers, Vol 61(2), pages 151-163, 2012.
  • Arnault Ioualalen and Matthieu Martel, A New Abstract Domain for the Representation of Mathematically Equivalent Expressions, Static Analysis Symposium, SAS'12, Lecture Notes in Computer Science, Volume 7460, pages 75-93, Springer-Verlag, 2012.
  • Claude-Pierre Jeannerod, Hervé Knochel, Christophe Monat, and Guillaume Revy, Computing floating-point square roots via bivariate polynomial evaluation, IEEE Transactions on Computers, Vol. 60(2), pages 214-227, February 2011.

Publications de l'équipe à partir de 2008

Mots-clés

Micro-architecture des processeurs, Simulation d’unités de calcul, Arithmetique des ordinateurs, Calcul certifié, Synthèse de code, Operateurs cryptographiques, Logiciel numerique, Calcul haute performance

Dernière mise à jour le 08/02/2017