Thème

Le Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme organise avec la participation du Centre Blaise Pascal une journée le 31 mai 2016 liée au thème de la recherche en informatique autour du calcul. Elle propose des présentations scientifiques ainsi qu'un tutoriel. La journée est ouverte à l'ensemble des membres des laboratoires d'informatique de Lyon ainsi qu'à la communauté “Lyon calcul”.

Pour plus d'information, nous contacter.

Localisation et inscription

La journée aura lieu au Centre Blaise Pascal situé à l'ENS de Lyon. Le déjeuner aura lieu au restaurant universitaire. Pour des raisons d'organisation, il est nécessaire de s'incrire sur ce doodle avant le mardi 24 mai.

Programme

• 9h00 : Accueil
• 9h15 : Tutoriel Grid'5000 : Présentation et prise en main
• 10h30 : Pause
• 11h00 : Tutoriel Grid'5000 : Expériences calcul et HPC
• 12h15 : Déjeuner
• 14h00 : Emmuel Quemener et Loïs Taulelle (CBP / PSMN) : Présentation des ressources du CBP et du PSMN
• 14h30 : Christophe Alias (LIP) : Contrôle efficace pour le calcul haute-performance sur FPGA
• 15h15 : Divya Gupta (LIRIS) : Evaluating effectiveness and robustness of BFT protocols using BFT-Bench in Grid'5000 environment
• 16h00 : Pause
• 16h00 : Valentina Popescu (LIP) : Multiple precision arithmetic library for high performance computing
• 16h45 : Daniel Balouek (LIP) : Energy consumption and performance trade-offs on large scale platforms
• 17h30 : Fin

Matin : Tutoriel Grid'5000

La matinée est consacrée à la présentation et à l'utilisation de la plateforme Grid'5000 pour la réalisation d'expériences scientifiques liées au calcul. Elle est en particulier destinée aux membres du LIP habitués à utiliser les ressources du laboratoire.

Cette session prendra la forme d'un tutoriel composé de deux parties. La première sera une introduction à Grid'5000 et à son utilisation. La seconde sera consacrée à la réalisation d'expériences liées au calcul et au HPC.

Le tutoriel propose aux participants des travaux pratiques à réaliser eux-mêmes sur leur machine. Pour cela, une connaissance de base pour l'utilisation de Linux en ligne de commande est recommandée. Il est aussi demandé de se munir d'un ordinateur portable (contacter les MI-LIP pour en obternir un en prêt).

Le tutoriel est proposé par Simon Delamare, membre du LIP et de l'équipe Grid'5000.

Après Midi : Présentations Scientifiques

Emmanuel Quemener et Loïs Taulelle (CBP/PSMN) : Présentation des ressources du CBP et du PSMN

Christophe Alias (LIP) : Contrôle efficace pour le calcul haute-performance sur FPGA

Pour compiler efficacement un noyau de calcul sur FPGA, on doit réorganiser en profondeur l’ordre d’exécution des opérations. La conséquence est que l’automate de contrôle du circuit peut être très complexe, au point de limiter la fréquence du circuit. Sans solution à ce problème, on en arriverait au paradoxe : plus d’optimisation = plus de contrôle = moins de performance. Il s’agit d’un verrou scientifique majeur qui limite la portée des optimisations applicables par un outil de HLS.Nous proposons un procédé de synthèse et une architecture d’automate de contrôle qui implémente efficacement le contrôle complexe issu des optimisations à grain fin habituellement utilisées par la communauté calcul haute-performance (parallélisation, optimisation des entrées/sorties). Comme le circuit obtenu réalise un calcul sans dépendance d'une itération à la suivante, il peut être facilement pipeliné pour atteindre la fréquence pic et utiliser au mieux les ressources FPGA. Les premiers résultats obtenus montrent un throughput et une utilisation des ressources prometteurs.

Divya Gupta (LIRIS) - Evaluating effectiveness and robustness of BFT protocols using BFT-Bench in Grid'5000 environment

Byzantine Fault Tolerance (BFT) is an interesting means to make computing systems resilient in the presence of arbitrary failures. It has led researchers to extensively study BFT and propose numerous protocols and software prototypes. However, designing and implementing BFT protocols is a hard and tedious task. This first comes from the inherent complexity of designing BFT distributed protocols, reasoning about their correctness, and implementing the software prototypes of the protocols in a consistent and efficient way. Another reason that makes BFT protocols hard and error prone is the lack of tools for testing and evaluating protocols implementations in various and realistic settings. The state of the evaluation of BFT prototypes is still immature; they have been evaluated in ad-hoc settings, considering either ideal conditions or very limited faulty scenarios. This fails to convince the practitioners for the adoption of the BFT protocols in their underlying systems. Furthermore, BFT protocols differ in many aspects, ranging from the faulty behaviors they handle, to the communication patterns and cryptographic mechanisms they apply. Thus, a comprehensive benchmarking environment is still missing to easily analyze and compare the effectiveness and robustness of these protocols.

Presenting BFT-Bench, the first benchmarking framework for evaluating and comparing BFT protocols in practice. BFT-Bench includes different BFT protocols implementations, their automatic deployment in a distributed setting, the ability to define and inject different faulty behaviors and workloads, and the online monitoring and reporting of performance and dependability measures. The experimental results of the evaluation of BFT-Bench in Grid'5000 environment show the effectiveness of the framework, easily allowing an empirical comparison of different BFT protocols, in various workload and fault scenarios.

Valentina Popescu (LIP) : Multiple precision arithmetic library for high performance computing

Many scientific computing applications demand massive numerical computations on parallel architectures such as Graphics Processing Units (GPUs). Often these problems require a higher precision than the standard double floating-point (FP) available. We develop CAMPARY: a multiple-precision arithmetic library, written in CUDA programming language for the NVidia GPU platform and C++ for the CPU version. In our approach, real numbers are represented as the unevaluated sum of several standard machine precision FP numbers. This representation is called a FP expansion and it offers the simplicity of directly using the underlying FP hardware level. A question still remains if we should try to parallelize the arithmetic algorithms that manipulate FP expansions or should we keep them sequential and try to parallelize at a higher level? We briefly present a first attempt towards data-parallel algorithms for adding and multiplying FP expansions specially designed for extended precision computations on GPUs. Performance results for the library's GPU version are given in the context of chaotic dynamical systems, specifically, finding periodic orbits on the Henon map, and, for the CPU version, in the context of semidefinite programming, on a benchmark of difficult ill-posed problems. This talk is based on joint work with S. Collange, M. Joldes, J.-M. Muller and W. Tucker

Daniel Balouek (LIP) - Energy consumption and performance trade-offs on large scale platforms

As the demand for Cloud infrastructures increases dramatically across the globe, the reduction of energy consumption in such infrastructures has become a challenge, urging for solutions that concurrently mitigate the environmental impact while maximizing the economic benefits.

In this context, we intend to perform an efficient selection of resources with respect to a certain quality of service (mainly throughput of computing tasks) and energy consumption. The implementation of the task-to-resource allocation policy consists in picking in real time at Cloud provider’s end the best combination of resources, in order to fit the customer’s needs at lowest cost and risk with respect to his preferences, and lowest energy consumption.

This research work synergize two state-of-the-art technologies by combining multi-objective evolutionary algorithms with trade-off mechanisms using the DIET middleware (http://graal.ens-lyon.fr/DIET/), involving /in vivo/ validations over the Grid'5000 testbed.