Une nouvelle technique HLS reconnue par le Prix 2021 Patrick Denantes

Alors que les machines de calcul ne cessent de révolutionner les communications et font partie de presque tout ce que nous faisons dans notre vie quotidienne moderne, il devient de plus en plus nécessaire d’utiliser des accélérateurs matériels spécialisés, comme Field-Programmable Gate Arrays(FPGA), car ils offrent des capacités de traitement et une efficacité énergétique élevées. Mais la difficulté à concevoir ce matériel empêche leur succès mondial et la généralisation de leur utilisation.

Les outils de synthèse de haut niveau (HLS) permettent de générer des modèles de hardware dans des langages de programmation de haut niveau. Ils promettent ainsi de libérer les concepteurs du matériel de l'étude des détails de bas niveau. Cependant, les outils HLS ne produisent des résultats acceptables que pour certaines catégories d’applications. La génération de circuits efficaces nécessite toujours une restructuration fastidieuse du code et des connaissances en conception matérielle.

« Je me suis inspirée de ce problème dans ma thèse. J’ai mis au point une nouvelle technique HLS qui génère automatiquement des circuits à haute performance à partir de programmes logiciels et atteint des comportements qui dépassent les capacités des outils HLS standard. Cela permet ainsi aux programmeurs et programmeuses de bénéficier de l’accélération matérielle », déclare Lana Josipović, qui a réalisé ces travaux au Laboratoire d’architecture des processeurs sous la supervision du professeur Paolo Ienne.

Lana Josipović, qui vient d’être nommée professeure assistante en voie de titularisation en systèmes numériques et automatisation de la conception au sein du Laboratoire de génie informatique et de réseaux de l’ETH Zurich, déclare que c’est un grand honneur de remporter ce prix et une formidable reconnaissance de son travail de doctorat.

« Le but de ma recherche est de combler le fossé entre le logiciel et le matériel en développant des abstractions de langage, des flux de compilateurs et des dispositifs matériels qui permettent aux développeurs et développeuses de logiciels de différents domaines d’accélérer les applications émergentes à forte intensité de calcul. J’espère que mes travaux ouvriront de nouvelles perspectives à l’informatique spécialisée et nous aideront à faire face à l’augmentation rapide de la demande en calculs au 21^e siècle. »

Le professeur Paolo Ienne, qui était le directeur de thèse de Lana Josipović, confie que c’est toujours un plaisir de voir le travail des étudiants reconnu. « L’augmentation exponentielle de la demande en calculs ne s’arrêtera pas de si tôt. Pourtant, nous savons que dans les années à venir, les transistors cesseront de rétrécir et deviendront plus rapides. Des transistors de plus en plus petits et de meilleure qualité sont le principal élément technologique qui a permis les progrès des machines de calcul pendant des décennies. Si cette évolution s’arrête maintenant, nous aurons besoin de nouveaux paradigmes informatiques plus efficaces. Personne ne sait exactement ce qu’ils seront, mais il y a des raisons de penser que la conception de circuits efficaces, au lieu de programmes, pourrait faire partie de la solution. Si cela se vérifie, les travaux de Lana peuvent être fondamentaux pour cette évolution. »

Ce prix commémoratif a été créé en 2010 pour honorer la mémoire de Patrick Denantes, doctorant en systèmes de communication à l’EPFL, décédé tragiquement dans un accident d’escalade en 2009. Il est décerné chaque année à l’auteur ou l’autrice d’une thèse de doctorat exceptionnelle de la Faculté Informatique et Communications. Un jury remet ce prix au lauréat lors de la cérémonie de fin d’année de l’école. Un soutien financier est apporté par la famille Denantes et le centre de recherche Nokia