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Nicolas Renon,
Ingénieur de Recherche en Calcul Scientifique
CICT
( Centre Interuniversitaire de Calcul de Toulouse )
http://www.calmip.cict.fr ; http://www.cict.fr
Introduction au Calcul Haute
Performance
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Plan :
Présentation Calcul Haute Performance (En anglais : High Performance Computing - HPC )
La simulation numérique, Calcul Scientifique et HPC
le HPC, cest quoi ? à quoi ça sert ?
Exemple problèmes étudiés et machines
Introduction concepts HPC (processeurs et parallélisme)
Loi de Moore, Loi de Amhdal
Les systèmes HPC
Typologie des systèmes :
Machines Mémoire partagée
Machines à Mémoire Distribuées
Machine NUMA
Exemples
Architectures Processeurs HPC
Processeurs scalaires, superscalaires, vectoriels
Concepts d’optimisation
Optimisation de codes
Technique d’optimisation
Compilo, librairies
Calcul Parallèle
Principes : speed up , efficacité parallèle, les pièges
Mise en œuvre :
OpenMP (TP)
Message Passing Interface MPI (TP)
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La simulation Numérique : 3ième pilier de la science
3 piliers
Théorie
Expérimentation
Simulation / prédiction
« Nouvelle » Discipline : Calcul Scientifique
outil stratégique fondamental
Recherche et Industrie (Innovation, rapidité, …)
Limitation expérimentations :
trop difficile : soufflerie
trop cher : construire et jeter…
« Objectif » : simuler le réel !
Loi Physique (modèle) + méthode numérique efficace (« très bonne » approximation
du système) + Machine suffisamment performante
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La simulation Numérique : Calcul Scientifique
théorie
Expérimentation
Observation Simulation
Numérique
Validation / nouvelle théorie
Validation
Mise en œuvre numérique
Approximations
Une relation en chaîne des trois piliers : Navier Stokes
Maxwell Electromagnétisme
Mécanique quantique
Schrödinger
LHC
ITER
Désert Atacama
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Le Calcul Scientifique / Scientific computations
Fusion de trois éléments :
Application
Calcul haute performance
Mathématiques
Algorithmes et méthodes numériques de résolution (mathématiques)
des systèmes de calcul avancés
Exécution (Optimale?)de
l’application
Calcul Scientifique : une thématique transverse ….
Discrétisation (spatiale,
temporelle,…)
Méthodes Numériques de
résolution (Algébre Linéaire, …)
Chimie Quantique : Gaussian
Matière : VASP
Génomique : Blast
Crash : LS-Dyna
Mécanique des fluides : Fluent
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