L’évolution continue des moyens de calcul impose aux logiciels de simulation une constante adaptabilité. Cette offre de post-doctorat s’inscrit dans ce contexte où les accélérateurs GPGPU deviennent incontournables grâce à leur efficacité énergétique et leur puissance, notamment dans les futurs supercalculateurs comme Alice Recoque. Cependant, leur utilisation pose un défi majeur : chaque constructeur impose ses propres modèles de programmation, ce qui complique le développement et la portabilité des performances des logiciels scientifiques.
C'est au sein du projet ciblé Exa-Soft du PEPR NumPEx [1,2], dédié à l’adaptation de la pile logicielle aux architectures Exascale, que s’inscrit ce travail de post-doctorat, avec un cofinancement NumPEx/IFPEN. Le travail porte plus précisément sur un composant clé appelé Law Framework, utilisé pour décrire des lois physiques complexes dans les logiciels de simulation du sous-sol développés par IFPEN sur la plateforme Arcane [3,4].
Une première phase du post-doctorat consistera à travailler sur le portage GPU du composant Law Framework et d’une collection de lois représentatives des patterns rencontrés dans les codes industriels. Le premier objectif sera de réaliser le portage en utilisant l’API fournie par Arcane [3] et d’obtenir de premiers résultats sur accélérateurs Nvidia et AMD. Dans un deuxième temps, le post-doctorant sera amené à concevoir l’intégration dans ce composant de la bibliothèque Kokkos. Une étude d’un équilibrage de charge dynamique des différentes lois entre CPU et GPU en cours de simulation sera réalisée.
Une deuxième phase du post-doctorat, plus prospective, devra étudier la possibilité de monter d’un niveau dans l’abstraction des lois, et d’offrir une API simplifiée à l’utilisateur, en Python, et directement portable sur GPU. Dans cette phase, il sera également possible de voir comment aller plus loin dans le portage du cœur numérique de l’application sur GPU, en étudiant l’algorithme d’assemblage complet.Références
[1] PEPR NumPEx, https://numpex.org
[2] Projet Ciblé Exa-Soft, logiciels et outils HPC, https://numpex.org/fr/exa-soft-logiciels-et-outils-hpc/
[3] The Arcane Development Framework, Proceedings of the 8th Workshop on Parallel/High-Performance Object-Oriented Scientific Computing, 2009
[4] ArcNum: an Arcane-based numerical framework used in porous media flow simulation applications, Comptes-Rendus Mécanique de l’Académie des Sciences, 2026
