Laboratoire De L'informatique Du Parallélisme
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AERES Campagne d'évaluation 2011-2014 Unité de recherche Laboratoire de l’Informatique du Parallélisme UMR nr5668 Gilles Villard CNRS École Normale Supérieure de Lyon INRIA Université Claude Bernard Lyon 1 Bilan scientifique et annexes Laboratoire de l’Informatique du Parallélisme LIP, École normale supérieure de Lyon - 46, allée d’Italie, 69364 Lyon cedex 07 Sept. 2005-2009 Progress report and production list LIP documents concerning the evaluation (extended progress report, publications, etc.) will be available at http://www.ens-lyon.fr/LIP/Eval Introduction Le Laboratoire de l’Informatique du Parallélisme (LIP), crée à l’ENS en 1988, est devenu une unité mixte de recherche (UMR 5668) par association avec le CNRS en 1989, l’INRIA en 1999 et l’Université Claude Bernard Lyon 1 en 2003. Le laboratoire rassemble plus de 120 scientifiques (chercheurs, enseignants-chercheurs, doctorants et ingénieurs) organisés en six équipes de recherche et secondés par une équipe administrative et technique de 11 personnes. Les équipes sont localisées sur le site lyonnais de Gerland (bâtiments de l’ENS et de l’UCBL). De l’informatique fondamentale et mathématique jusqu’à des développements logiciels et matériels innovants, la re- cherche au LIP couvre un large spectre de domaines : nouvelles architectures et infrastructures de calcul, internet du futur, calcul parallèle, protocoles de communication, réseaux dynamiques, ordonnancement, services et composants, évaluation de performance, compilation, synthèse, optimisation de code, calcul certifié, calcul algébrique, cryptographie, algèbre linéaire, réseaux Euclidiens, complexité, complexité algorithmique, systèmes à événements discrets, automates, graphes, modèles de programmation, preuve formelle, logique, etc. Plusieurs volets des activités du laboratoire sont également tournés vers d’autres disciplines scientifiques par le biais de l’institut des systèmes complexes (IXXI), d’interactions avec les sciences du vivant, et du calcul scientifique. Les chercheurs du LIP ont une forte activité avec près de 600 livres, articles de revues ou de conférences et plus de 50 thèses et habilitations soutenues en quatre ans (près de 900 publications et interventions au total). Nos collaborations internationales se traduisent par la cosignature de chercheurs dans plus de 40 universités étrangères. La production logi- cielle est très diversifiée, depuis les bibliothèques de calcul jusqu’aux logiciels et outils à très large diffusion. Pendant le quadriennal, les chercheurs du LIP ont participé à plus de 100 projets nationaux et internationaux (Région, ANR, Minis- tère, CNRS, INRIA, Union Européenne, etc.). Ces programmes constituent la première source de financement. Le LIP est partenaire des pôles de compétitivité Minalogic et System@tic et s’implique largement en valorisation et transfert vers les industries de communication, de semi-conducteurs et de calculateurs (Alcatel-Lucent, IBM, STMicroelectronics, etc.). Trois startups émergent du laboratoire en 2009. Une moitié approximativement des membres permanents du LIP sont enseignants-chercheurs. Avec la participation des chercheurs et des doctorants, les équipes assurent des enseignements dans un large éventail de niveaux à Lyon, et, dans une moindre mesure, à l’extérieur. i ii Organigramme du laboratoire, juin 2009 Contents 1 LIP progress report 1 1.1 Scientific overview .............................................. 1 1.1.1 Teams’ evolution and highlights ................................... 2 1.1.2 Transverse and new research directions ............................... 3 1.1.3 Self assessment ............................................ 5 1.2 Scientific activity and production ....................................... 5 1.3 Collaborations ................................................. 7 1.4 Personnel ................................................... 8 1.5 Governance and animation .......................................... 10 1.6 Teaching and training ............................................. 10 1.7 Financial resources .............................................. 11 1.8 Infrastructure ................................................. 11 1.9 Self assessment ................................................ 12 2 Arénaire - Computer Arithmetic 13 2.1 Team Composition .............................................. 13 2.2 Research topics ................................................ 13 2.3 Research activities .............................................. 14 2.3.1 Number Systems ........................................... 14 2.3.2 Efficient Floating-Point Arithmetic and Applications ........................ 14 2.3.3 Efficient Polynomial and Rational Approximations ......................... 15 2.3.4 Linear Algebra and Lattice Basis Reduction ............................. 15 2.3.5 Correct Rounding of Functions .................................... 16 2.3.6 Certified Computing ......................................... 16 2.3.7 Hardware arithmetic operators .................................... 17 3 Compsys - Compilation and Embedded Computing Systems 19 3.1 Team Composition .............................................. 19 3.2 Executive summary .............................................. 19 3.3 Research activities .............................................. 20 3.3.1 Objective 1: Code optimization for special-purpose processors ................... 20 3.3.2 Objective 2: High-level code transformations ............................ 21 3.3.3 Objective 3: Hardware and software system integration ....................... 22 4 Graal - Algorithms and Scheduling for Distributed Heterogeneous Platforms 25 4.1 List of participants .............................................. 25 4.2 Executive summary .............................................. 25 4.3 Synthesis of Research activities ........................................ 26 4.3.1 Scheduling Strategies and Algorithm Design for Heterogeneous Platforms ............. 26 4.3.2 Scheduling for Sparse Direct Solvers ................................ 27 4.3.3 Providing Access to HPC Servers on the Grid ............................ 28 5 MC2 - Models of Computation and Complexity 31 5.1 Team composition ............................................... 31 5.2 Executive summary .............................................. 31 5.3 Research activities .............................................. 32 5.3.1 Algebraic complexity ......................................... 32 5.3.2 Algebraic algorithms ......................................... 32 v vi Contents 5.3.3 Kolmogorov complexity ....................................... 32 5.3.4 Quantum computing ......................................... 33 5.3.5 Fault-tolerant computation ...................................... 33 5.3.6 Infinite words ............................................. 33 5.3.7 Small-world phenomenon ...................................... 34 5.3.8 Networks of asynchronous automata ................................. 34 5.3.9 Blind scheduling and data broadcast ................................. 34 5.3.10 Tilings ................................................ 34 5.3.11 Algorithms for Network Calculus .................................. 35 5.3.12 Simulation platform for complex systems .............................. 35 5.3.13 Modeling, simulation and analysis of gene regulatory networks .................. 35 6 Plume - Proof Theory and Formal Semantics 37 6.1 Team Composition .............................................. 37 6.2 Executive summary .............................................. 37 6.3 Research activities .............................................. 37 6.3.1 Curry-Howard correspondence .................................... 38 6.3.2 Structures of programming languages ................................ 39 6.3.3 Formalizations in the Coq proof assistant .............................. 41 7 Reso - Optimized Protocols and Software for High-Performance Networks 43 7.1 Executive summary .............................................. 43 7.2 Research activities .............................................. 44 7.2.1 Optimized Protocol implementations and networking equipements ................. 44 7.2.2 Quality of Service and Transport layer for Future Networks .................... 45 7.2.3 High Speed Network’s traffic metrology and statistical analysis .................. 45 7.2.4 Network Services for high-demanding applications ......................... 46 7.2.5 Wireless Communications ...................................... 46 8 IT Support Team MI-LIP 49 8.1 Team Composition .............................................. 49 8.2 Evolution of the team ............................................. 49 8.3 Executive summary .............................................. 49 8.4 Software production and Research Infrastructure .............................. 49 8.4.1 Software Descriptions ........................................ 49 8.4.2 Contribution to Research Infrastructures ............................... 50 8.5 Team organization, infrastructure management, and adequacy to laboratory needs ............. 52 8.6 Consulting Activities ............................................. 52 9 Production list 53 1. LIP progress report LIP, Laboratoire de l’Informatique du Parallélisme, is a joint research department with four heading organizations. This report summarizes its activities from Fall 2005, the date of the previous document, to September 2009. LIP has been founded at ENS—École Normale Supérieure de Lyon—in 1988 and associated with CNRS—Centre National de la Recherche Scientifique—since