Anne Benoit s’attaque aux algorithmes au cœur de la performance des plateformes de calcul modernes
Les algorithmes d’Anne Benoit, maîtresse de conférences à l'ENS Lyon, membre du Laboratoire de l’informatique du parallélisme (LIP – CNRS/ENS Lyon/Inria/Université Claude Bernard Lyon 1), optimisent l’ordonnancement de tâches pour assurer un calcul haute performance plus efficace, plus résilient et moins énergivore. Afin d’affiner ses recherches, elle a été nommée membre senior au titre de la chaire fondamentale de l’Institut universitaire de France.
Définir l’ordre des actions à réaliser pour optimiser les performances d’un ordinateur est une tâche relativement aisée. Le faire pour les dizaines de milliers de processeurs d’un supercalculateur est bien plus complexe ! Anne Benoit, maîtresse de conférences à l’ENS de Lyon et membre du LIP, a fait de cet enjeu le cœur de son projet qui lui vaut d’être nommée membre senior de l’Institut universitaire de France (IUF).
Après une thèse sur l’évaluation de performance, Anne Benoit se consacre finalement à l’algorithmique parallèle lors de son entrée à l’ENS de Lyon en 2005. Effectuer un calcul parallèle consiste à le découper en tâches et à répartir ces dernières sur différents processeurs afin d’accélérer l’exécution d’un calcul. Pour cela, les algorithmes au cœur de ce processus doivent répondre à diverses interrogations théoriques pour être efficaces en pratique : où placer les différents morceaux d’application ? Dans quel ordre réaliser les calculs ? etc. « Mes recherches tentent de répondre à ces questions pour faire avancer l’état de l’art, mais je me suis aussi intéressée à leur usage afin de réduire les consommations énergétiques des applications », décrit Anne Benoit.
Riche d’un séjour de recherche à la Georgia Institute of Technology (Atlanta, États-Unis), réalisé en 2017-2018 suite à une année de délégation CNRS, Anne Benoit s’intéresse depuis aux problématiques spécifiques posées par le calcul haute performance (HPC). « Grâce à ma nomination à l’IUF, je vais pouvoir me consacrer davantage à mes recherches sur des questions d’ordonnancement robuste et résilient pour le HPC », précise Anne Benoit.
Une première partie de son projet porte sur l’optimisation d’applications à très large échelle devant s’exécuter sur des plateformes de HPC : faut-il optimiser la vitesse, la consommation d’énergie, etc. ? Dans ce cadre, Anne Benoit va notamment cibler un enjeu émergent : le HPC alimenté par des énergies renouvelables intermittentes. Ainsi, lorsque l’énergie n’est pas disponible, il faut décider quelle partie de l’application arrêter sans perdre trop de travail, alors qu’une multitude d’applications fonctionnent en simultané. L’objectif est donc d’assurer un service dans un contexte énergétique contraint. « Avec mes collègues, nous voulons formaliser ce problème afin de le généraliser et de pouvoir trouver des solutions pour plein d’applications différentes », ajoute Anne Benoit. Un autre cas d’étude de son projet porte sur l'edge-cloud computing, ou comment optimiser et réaliser une partie d’un calcul sur un ordinateur local et une autre sur une plateforme distante.
Par ailleurs, les plateformes de HPC comptent jusqu'à plusieurs millions d'unités de calcul et sont constamment touchées par des erreurs. La corruption de données silencieuses est difficile à détecter et à corriger. Sur ce point, Anne Benoit va concevoir de nouveaux protocoles assurant la résilience des plateformes face à ces erreurs et élaborer des stratégies frugales permettant d’y remédier.
Pour la suite, Anne Benoit envisage un nouveau séjour de recherche aux États-Unis afin de fluidifier ses collaborations. Elle ajoute : « un séjour est toujours propice à l’émergence de nouvelles idées et c’est grâce à ces réflexions de groupe que l’on fait avancer la science ».