PACAP : Processor Architecture and Compilation for Application Performance

L'objectif à long terme de PACAP est la performance, c'est-à-dire la rapidité d'exécution des programmes.

Traditionnellement, le terme « performance » est compris comme « combien de temps est nécessaire pour exécuter un programme ». Les techniques orientées vers la latence visent à minimiser le temps d'exécution moyen.
Nous nous intéressons également à d'autres définitions de la performance. Les techniques orientées vers le débit s'intéressent au nombre de calculs qui peuvent être effectuée par unité de temps. Ceci est plus pertinent pour les manycores et les GPU où de nombreux nœuds de calcul sont disponibles. Nous étudions également le temps d'exécution pire cas, qui est extrêmement important pour les systèmes temps-réel critiques où les concepteurs doivent garantir le respect des délais, quelque soit le contexte. Étant donné la complexité des systèmes actuels, la simple évaluation de leurs performances est devenue une tâche non triviale à laquelle nous prévoyons de nous intéresser.

Nous prenons aussi en compte d'autres paramètres connexes, tels que l'énergie, la puissance, l'efficacité énergétique, ou la complexité. Notre but est de proposer des solutions qui rendent les systèmes informatiques plus efficaces, en tenant compte des applications, compilateurs, systèmes d'exploitation et micro-architectures actuels et futurs. PACAP s'intéresse aussi aux compromis entre ces différentes métriques.

La décennie précédente a vu la fin de l'augmentation « magique » de la fréquence d'horloge et l’apparition des processeurs multicœurs. PACAP voit la fin de la loi de Moore et la généralisation des processeurs multicœurs hétérogènes. Cela a un impact sur la façon dont la performance est augmentée et comment elle peut être garantie. C'est aussi une période où certains paramètres exogènes prennent de l'importance :

    - l'existence de fautes, dont l'impact croît lorsque la résolution de la photolithographie décroît ;

    - le besoin de sécurité à tous les niveaux des systèmes informatiques ;

    - l'informatique « verte », c'est-à-dire l'attention à la consommation d'énergie et de ressources.

Les activités de PACAP sont organisées selon les trois axes de recherche suivants :

1.  Analyse et optimisation des programmes : nous nous intéressons à la compilation statique, en tenant compte des technologies nouvelles et futures (RAM non volatile, calcul quantique, WCET pour les multicœurs complexes et hétérogènes), ainsi qu'aux optimisations dynamiques.
    
2. Architecture de processeurs : nous nous intéressons à la prédiction de branchement, la prédiction de valeurs, la compression de cache et la prédictibilité du matériel.
    
3. Sécurité : il s'agit d'un axe transversal où nous nous associons à des experts en sécurité informatique, en apportant notre expertise en microachitecture, en compilation et en optimisation.