D'un point de vue thermodynamique, les processeurs classiques, inspirées de la machine de Turing irréversible, obéissent au principe de Landauer qui fixe le coøt énergétique minimal de l'effacement d'une information élémentaire acquise. Au-delà de cette évaluation élémentaire, le coøt énergétique d'une information " macroscopique ", i.e. obtenue grâce à un algorithme, n'est pas évalué : c'est l'objet de cette mission.

Missions :

Privilégier les problèmes d'analyse numérique, en particulier matriciels, pour lesquels on dispose à la fois de solutions analytiques paramétrées par leurs dimensions et d'une pluralité d'algorithmes directs et/ou itératifs dont on connait précisément la complexité et le nombre d'instructions ou d'opérations requises:

• Considérer une analyse énergétique en fonction de la dimension du problème pour discriminer la contribution algorithmique par rapport à celle de l'OS. En comparant plusieurs algorithmes et en analysant le nombre de commutation de transistors réalisé par les portes logiques, on cherchera à corréler les MIPS et FLOPS aux opérations binaires élémentaires pour lesquelles on dispose d'une limite théorique donnée par le principe de Landauer. On disposerait ainsi d'une estimation " frugale " du Coefficient de Performance (CoP) nécessaire à l'acquisition d'un mot pour un algorithme donné.
• Envisager ensuite la dépendance de ce Coefficient de Performance au choix du langage de programmation puis le (sur)coøt énergétique des couches logicielles nécessaires à la mise à disposition d'un environnement de développement productif.
• Pour les méthodes directes, vous examinerez la dépendance énergétique au choix de la précision de codage (simple, double, quadruple).
• Pour les méthodes itératives, vous évaluerez l'impact du conditionnement sur la rapidité de convergence des solutions pour une précision de codage donnée.

Déduire une relation entre l'effort énergétique à consentir pour une précision de l'information donnée. Envisager un calcul de coøt énergétique marginal en fonction de la précision à atteindre que l'on corrélera l'information manquante sur la solution au sens de Shannon.

En associant aspects fondamentaux (thermodynamique statistique, théorie de l'information), sciences appliquées (informatique, électronique logique) et enjeux sociétaux (soutenabilité de la digitalisation), ce projet est intrinsèquement multidisciplinaire.

Profil :

Bac + 4 ou 5 en Master ou école d'Ingénieur

Spécialité : Mathématiques Appliquées, Informatique ou Physique théorique.

Langue : Anglais (minimum B2)..

Les compétences requises et développées seront :

• Mathématiques Appliquées, Analyse numérique, Algorithmie ;
• Langages de calcul intensif : Fortran, C/C++ ;
• Les mesures énergétiques seront effectuées avec Scaphandre ( https://github.com/hubblo-org/scaphandre ) et CodeCarbone ( https://codecarbon.io/ ).

Vous avez un bon relationnel et vous êtes curieux(se).

Intérêt pour les technologies du numérique au sens large (matériel, logiciel, complexité) et l'évaluation de leur consommation énergétique.

Durée : 6 mois

Date démarrage : Q1 2025

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