Apprentissage par Bandits pour du DVFS efficace en énergie en contexte HPC

Contexte

La consommation d’énergie des ordinateurs devient une préoccupation majeure dans le cadre du réchauffement climatique. Pour optimiser leur consommation électrique d’application informatique, il est nécessaire de disposer d’informations précises sur leur comportement. Il devient alors possible de choisir la bonne fréquence d’un processeur. Cependant, le choix de la vitesse de fréquence peut fortement détériorer son fonctionnement, ou au contraire, n’avoir aucun effet visible pour l’utilisateur.

Objectif

L’objectif de ce projet sera réalisé en plusieurs étapes

  • Découvrir en temps réel la vitesse des applications à partir de données instantanées. La modélisation se fera à l’aide de capteurs en temps réel (compteurs de performances matérielles, RAPL, …).

  • Modéliser le comportement à grain fin des applications pour les relier à l’incidence d’un changement de fréquence (en termes de performances et d’énergie).

  • Utiliser un algorithme d’apprentissage par renforcement (ici un modèle de bandit) pour choisir en temps réel la fréquence la plus adaptée.

Des données de monitoring fin sont déjà disponibles et seront utilisées pour la partie modélisation. La partie expérimentation et validation se déroulera sur la plateforme Grid5000 (plateforme nationale d’expérimentation en informatique).

Détails pratiques

Ce stage s’inscrit dans le projet ANR Energumen, dont le but est d’optimiser l’énergie des plates-formes de calcul à large échelle. Le projet fait intervenir 3 instituts de recherche au niveau national : l’IRIT, le LIG (Laboratoire d’Informatique de Grenoble) et LIP6 (Laboratoire d’Informatique de Paris 6).

Des compétences en analyse de données temporelles et en modélisation statistique seront appréciées ainsi qu’un intérêt pour les enjeux écologiques et les algorithmes d’apprentissage par renforcement. La co-rédaction d’un article présentant les résultats obtenus dans un journal scientifique étant attendu, l’objectif du candidat de poursuivre vers une thèse est un plus.

Le stage sera encadré par Emmanuelle Claeys et Georges Da Costa dans une ambiance conviviale :). Un ordinateur et un bureau seront fournis, ainsi qu’une indemnité mensuelle de stage de 591 €. La durée du stage est de 5-6 mois. Vous pouvez nous envoyer votre candidature (lettre de motivation + CV / court curriculum vitæ) par email à Emmanuelle.Claeys@irit.fr et georges.da-costa@irit.fr.