Spécialiste HPC et algorithmes pour la radioastronomie — Observatoire de la Côte d'Azur

La personne recrutée travaillera au développement d’un code d’imagerie radioastronomique et du modèle PREESM associé. Elle pourra s’appuyer pour ce faire sur des codes et des modèles existants. Elle travaillera avec les développeurs de PREESM afin d’exploiter et de fournir un retour d’expérience sur les fonctionnalités spécifiques aux accélérateurs ajoutées à l’outil dans le cadre du projet SEAMS. Elle mènera ensuite les expérimentations nécessaires pour collecter des données à comparer aux prédictions de PREESM à des fins de validation.

Ce travail nécessiter une compréhension fine du workflow d’imagerie radioastronomique et une expertise en calcul haute performance afin d’organiser et de décrire le workflow d’une façon qui permette un placement et un ordonnancement qui dépend des données et qui amène des gains de performance permettant le passage à l’échelle.

La personne recrutée mènera les activités suivantes :

• Exploiter les codes d’imagerie radio-astronomique existants pour concevoir un workflow permettant la parallélisation selon les différents axes envisagés,
• Contribuer des méthodes à ce workflow via des développements originaux,
• Bâtir sur les modèles PREESM existants pour en dresser un modèle qui permette à la fois l’exploration de l’espace de conception et la génération de code,
• Utiliser PREESM et fournir un retour d’expérience à l’équipe développant l’outil,
• Exécuter le workflow sur la plateforme de test, dotée d’accélérateurs de type GPU et FPGA,
• Dialoguer avec les équipes scientifiques pour valider les résultats du point de vue de leur qualité en radioastronomie et la performance en calcul haute performance,
• Rapporter sur les développements, rédiger des articles scientifiques et participer à des conférences scientifiques

L’OCA fait partie du dispositif national des observatoires en sciences de l’univers (OSU) qui structure le paysage français dans le domaine des sciences de la Terre et de l’Univers sous la tutelle du ministre chargé de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’Espace (MESRE). Le laboratoire Lagrange en son sein développe des recherches théoriques, instrumentales et observationnelles en science de l’Univers suivant une politique programmatique basée aussi sur la réalisation et l’exploitation de très grandes infrastructures de recherche (TGIR) au sol et dans l’espace, définies dans une feuille de route nationale du MESRE et qui sont soutenues par le CNRS-INSU dans un cadre de très fortes collaboration et compétition internationales.

L'astronomie est aujourd'hui un domaine dans lequel les données d'observation deviennent de plus en plus complexes et massives, avec la nécessité de disposer de moyens en rapport pour les exploiter. Le besoin concerne en particulier le projet SEAMS qui vise le développement d’un accélérateur matériel spécifique à la radioastronomie et son utilisation dans un contexte de calcul haute performance (HPC), avec le projet SKA en ligne de mire. L’OCA est fortement impliqué dans la préparation de SKA, à travers la direction de SKA France, sa participation à l’effort de développement des Science Data Processors et sa participation au laboratoire ECLAT pour de la R&D en amont.

La personne recrutée contribuera à l’effort de démonstration des résultats du projet SEAMS mené dans le cadre ECLAT avec l’Observatoire de Paris, l’EPFL et l’INSA de Rennes. Sa contribution sera à l’interface entre l’algorithmie applicative en radioastronomie et l’usage de l’outil PREESM de placement et d’ordonnancement. Il s’agira d’explorer la parallélisation, l’utilisation des ressources et la performance d’un workflow d’imagerie sur la base de modèles du workflow et de l’architecture cible.

Ce workflow est confronté à de nombreux défis de passage à l’échelle pour des instruments comme les télescopes de SKA lorsque le volume de données interférométriques et la taille des images explosent. L’objectif principal est de mener une exploration de l’espace de conception quant à la parallélisation des opérations en temps, en fréquence et en ligne de base dans l’espace de Fourier. Cette exploration nécessitera une description fine des données afin de pouvoir ajuster au mieux cette parallélisation aux traitements qu’elles requièrent.

Une extension de cet objectif pourra concerner la parallélisation dans l’espace image en utilisant des facettes. Cet objectif nécessitera une étape de validation via l’exécution du workflow pour un petit nombre de configurations matérielles (accélérateur) et d’exécution. Ceci s’appuiera sur une combinaison du code inclut dans le modèle logiciel et de celui généré par PREESM pour le schéma de placement et de d’ordonnancement retenu.