Post-doctorat - Abstraction de topologie de maillage pour la CFD avec portabilité CPU/GPU - H/F

Beschreibung:

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information scientifique, logiciel

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Abstraction de topologie de maillage pour la CFD avec portabilité CPU/GPU - H/F

Sujet de stage

Lors de sa rentrée dans l'atmosphère, un véhicule spatial est sujet à des phénomènes hypersoniques qui contribuent de manière primordiale à son dimensionnement. Le CEA a donc développé des outils numériques adaptés à ces régimes afin de prédire avec précision les efforts aérothermiques. Bien qu'arrivés à un certain niveau de maturité, ces codes de calcul restent en constante évolution pour en accroître les performances et préparer le passage aux machines de calcul de nouvelle génération.
Ces méthodes reposent généralement sur un choix de topologie de maillage (structuré ou non structuré) qui est crucial puisqu'il impose des contraintes spécifiques sur les structures de données et l'organisation de la mémoire, en particulier sur les architectures massivement parallèles CPU et GPU. L'émergence de bibliothèques de plus haut niveau d'abstraction (Kokkos, RAJA, SYCL), permet d'envisager de construire des logiciels performants sur des architectures matérielles en constante évolution.

Durée du contrat (en mois)

1 an + 2 x 1an renouvelables

Description de l'offre

L'objectif de ce contrat postdoctoral est de concevoir, implémenter et évaluer des structures de données unifiées permettant à un code de dynamique des fluides (CFD) de manipuler de manière interchangeable des maillages structurés, non structurés et hybrides, tout en maintenant des performances optimales sur des architectures hétérogènes, notamment les GPU. L'objectif est de proposer un modèle de données générique, extensible et compatible avec les standards modernes de portabilité des performances en s'appuyant sur les abstractions de Kokkos. Une attention particulière sera portée à :
- la compatibilité des opérations typiques CFD aérothermique avec cette architecture,
- l'impact sur les performances sur des supercalculateurs mixant des CPU et des GPU,
- la complexité de mise en œuvre pour les futurs développeurs.

Pour atteindre ces objectifs les travaux pourront se découper ainsi :
1. Développement de Maillages Hybrides :
* Concevoir des algorithmes pour la génération et la manipulation de maillages hybrides, intégrant à la fois des éléments structurés et non-structurés.
* Optimiser les structures de données pour minimiser la consommation de mémoire et maximiser l'efficacité des calculs.
* Proposer une abstraction permettant de définir des itérateurs communs pour les maillages structurés et non-structurés.
2. Portabilité des Performances :
* Utiliser la bibliothèque Kokkos pour assurer la portabilité des performances sur différentes architectures de calcul (CPU, GPU).
* Implémenter des noyaux de calcul optimisés pour tirer parti des spécificités des architectures cibles.
3. Validation et Benchmarking :
* Valider les structures de données hybrides abstraites développées sur des cas tests représentatifs de problèmes industriels et académiques.
* Effectuer des benchmarks pour évaluer les performances de ces abstractions de maillages sur différentes plateformes de calcul.
* Valoriser ces travaux via des publications dans des journaux ou conférences internationales.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Connaissances souhaitées en mécanique des fluides, en méthodes numériques et en programmation haute performance sur CPU et GPU. Expérience en génération et manipulation de maillages pour la CFD.
Maîtrise du langage de programmation C++ / Kokkos
Post-doctorat

Localisation du poste

Site

Cesta

Localisation du poste

France, Nouvelle-Aquitaine