Note ABES Pic-Vert : une implémentation de la méthode particulaire pour architectures multi-coeurs Pic-Vert : a particle-in-cell implementation for multi-core architectures Informatique Parallélisme Méthode particulaire Méthode semi-Lagrangienne Physique des plasmas Multi-coeurs Architecture SIMD Mémoire partagée Computer science Parallelism Particle-in-cell Semi-Lagrangian Plasma physics Multi-core SIMD architecture Shared memory 005.4 Microprocesseurs multi-coeurs Méthodes particulaires (analyse numérique) Mémoire partagée répartie Programmation parallèle (informatique) Cette thèse a pour contexte la résolution numérique du système de Vlasov–Poisson (modèle utilisé en physique des plasmas, par exemple dans le cadre du projet ITER) par les méthodes classiques particulaires (PIC pour "Particle-in-Cell") et semi-Lagrangiennes. La contribution principale de notre thèse est une implémentation efficace de la méthode PIC pour architectures multi-coeurs, écrite dans le langage C, dont le nom est Pic-Vert. Notre implémentation (a) atteint un nombre quasi-minimal de transferts mémoires avec la mémoire principale, (b) exploite les instructions vectorielles (SIMD) pour les calculs numériques, et (c) expose une quantité suffisante de parallélisme, en mémoire partagée. Pour mettre notre travail en perspective avec l'état de l'art, nous proposons une métrique permettant de comparer différentes implémentations sur différentes architectures. Notre implémentation est 3 fois plus rapide que d'autres implémentations récentes sur la même architecture (Intel Haswell). In this thesis, we are interested in solving the Vlasov–Poisson system of equations (useful in the domain of plasma physics, for example within the ITER project), thanks to classical Particle-in-Cell (PIC) and semi-Lagrangian methods. The main contribution of our thesis is an efficient implementation of the PIC method on multi-core architectures, written in C, called Pic-Vert. Our implementation (a) achieves close-to-minimal number of memory transfers with the main memory, (b) exploits SIMD instructions for numerical computations, and (c) exhibits a high degree of shared memory parallelism. To put our work in perspective with respect to the state-of-the-art, we propose a metric to compare the efficiency of different PIC implementations when using different multi-core architectures. Our implementation is 3 times faster than other recent implementations on the same architecture (Intel Haswell). Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 15446925 Université de Strasbourg Strasbourg 2019-12-31 https://theses.hal.science/tel-02168151 application/pdf 14971605 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2018/Barsamian_Yann_2018_ED269.pdf http://www.theses.fr/2018STRAD039/abes https://theses.hal.science/tel-02168151 https://theses.hal.science/tel-02168151 https://theses.hal.science/tel-02168151 Barsamian Yann 1984-11-20 FR 236686127 https://theses.fr/2018STRAD039 2018STRAD039 https://doi.org/10.70675/a8e04c76z4a50z43b0z9a4fz23f3e5c3aaa3 2018-10-31 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Violard Éric MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 164534865 Cottet Georges-Henri MADS_PRESIDENT_DU_JURY 032240414 Violard Éric MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 164534865 Cottet Georges-Henri MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 032240414 Jeannot Emmanuel MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 084595108 Sonnendrücker Eric MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 079445039 Hirstoaga Sever Adrian MADS_MEMBRE_DU_JURY_5 112662994 Mehrenberger Michel MADS_MEMBRE_DU_JURY_6 09506057X Jeannot Emmanuel MADS_RAPPORTEUR_1 084595108 Sonnendrücker Eric MADS_RAPPORTEUR_2 079445039 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176969721 260728 ddc:004 Violard Éric Cottet Georges-Henri Violard Éric Cottet Georges-Henri Jeannot Emmanuel Sonnendrücker Eric Hirstoaga Sever Adrian Mehrenberger Michel Jeannot Emmanuel Sonnendrücker Eric École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 15446925