Stage - Ingénieur réseau BXI : Interruptions en espace user H/F - Grenoble

À propos d’Atos :

Bienvenue chez Atos, où nous imaginons le futur de la tech.  
 

Leader international du numérique sécurisé et décarboné, Atos contribue à façonner les nouvelles technologies avec ses clients. 
 

Dans un environnement multiculturel, collaboratif et agile, nous offrons des parcours de carrière valorisants basés sur des programmes de formation, de certification et de mobilité. 
 

C’est pourquoi chez Atos, la diversité des compétences et des expériences de nos équipes nous permet, ensemble, de faire les bons choix avec nos clients, pour l’avenir de notre entreprise et de la société. 

Contexte :

En calcul haute-performance, les calculs sont répartis sur différents serveurs, appelés nœuds de calcul, qui échangent de nombreuses données au travers du réseau. Ces calculs utilisent un réseau dédié, appelé réseau haute-performance, plus rapide que les réseaux traditionnels.

Ces réseaux ayant une latence de l'ordre de la microseconde, à cette échelle le coût d'un appel système n'est plus négligeable. Ces réseaux se programment habituellement directement depuis l'espace utilisateur, pour économiser le coût d'un appel système. Ce faisant, le suivi des requêtes en cours sur le réseau doit donc se faire directement depuis l'espace utilisateur, en interrogeant la carte réseau régulièrement, par une opération appelée polling. La contrainte est donc d'avoir un thread applicatif qui interroge régulièrement la carte : ce thread consomme donc des ressources CPU, et peut par exemple mobiliser un cœur du processeur. L'alternative serait d'utiliser les interruptions, mais celles-ci sont gérées par le noyau et passent donc par un appel système, que l'on cherche précisément à éviter.

Les processeurs récents ont introduit de nouveaux mécanismes d'interruption en espace utilisateur. Il s'agit de gérer le déroulement complet d'une interruption directement en espace utilisateur, sans passer par un appel système ni un traitement de signal. Ces interruptions en espace utilisateurs sont donc susceptibles de combiner le meilleur des deux mondes : conserver une faible latence des réseaux haute-performance programmés directement depuis l'espace utilisateur, tout en bénéficiant de la souplesse des interruptions pour éviter d'avoir à dédier un thread au polling.

Dans le cadre de ce stage, nous utiliserons le réseau (Bull eXascale Interconnect) développé par Atos. La particularité de BXI est de permettre le déchargement des tâches réseau sur la carte, de façon à ce qu'elles se déroulent sur la carte sans intervention du CPU.

Par ailleurs, l'équipe développe la bibliothèque de communication NewMadeleine, qui applique une stratégie d'optimisation à la volée sur les flux de communications issus des différents threads, en assurant une progression asynchrone en tâche de fond. Elle repose essentiellement sur le principe de messages actifs, ce qui permet le déroulement des communications sans intervention de l'application.

Le stage s'inscrit dans le projet global d'utiliser les interruptions en espace utilisateur depuis les cartes réseau BXI pour faire remonter les évènements réseau jusqu’à la bibliothèque NewMadeleine avec un coût aussi faible que possible. Ce stage a vocation à déboucher sur une thèse pour prolonger ces travaux.

Missions :

Le stage pourra se dérouler soit au sein de l’équipe TADAAM dans les locaux de l'Inria à Bordeaux soit au sein de l’équipe BXI dans les locaux d’Atos à Grenoble.

Vos missions seront de :

• Etudier la notion d'interruption en espace utilisateur, en testant les propriétés et performances de ces mécanismes sur un exemple minimal en communication inter-processus ;
• Etudier l’ intégration de ces mécanismes dans le driver « shm » de NewMadeleine ;
• Réaliser les développements en C  de cette intégration aussi bien dans la bibliothèque BXI Compute Stack d'Atos que dans la bibliothèque NewMadeleine de l'Inria.

Profil :

 Actuellement en dernière année du cycle de formation Bac +5 (Ingénieur, Master, ...), vous avez une appétence pour la programmation système.

Compétences :

• Développement en C ;
• Appétence pour la programmation système.

Durée du stage : 6 mois.

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