MANYCORELABS

Solutions génériques pour le développement d'applications sur des multi/manycore

Porteur : KALRAY
Appel à projet : BGLE1
Statut : En cours
Groupes Thématiques de Systematic : OCDS
Date de début du projet : March 2012
Date de fin de projet : February 2015
Durée : 36 months

Partenaires du projet : RENAULT, THALES, ASYGN, ATEME, DIGIGRAM, DOCEA POWER, CAPS ENTREPRISES, IS2T, KALRAY, KRONO-SAFE, SCILAB ENTERPRISES, CEA, INRIA, VERIMAG

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Mise à jour : Decembre 2014

Objectifs et Organisation du projet

L’objectif du projet ManycoreLabs est de proposer un environnement de programmation pour la solution MPPA en s’appuyant sur des outils et technologies apportés par les partenaires ou basés sur des travaux antérieurs, et de servir, à l’aide des apports technologiques, un ensemble d’applications et de démonstrateurs issus de différents domaines.

Quatre axes technologiques structurent les travaux du projet :

• Extension et proposition d’environnements de développement de haut niveau pour MPPA : environnement dataflow (statique & dynamique), environnement Java, OpenCL, et prise en compte des mécanismes basse consommation, fiabilité & reconfiguration.
• Outils d’optimisation de la performance & de la consommation pour les différents types d’applications.
• Support d’applications hétérogènes & dynamiques, intégration de différents composants d’un système, prise en compte de différents modes de programmation pour MPPA : dataflow, programmation C, Java, application de contrôle temps/réel
• Environnement d’accélération pour MPPA & comparaison avec les technologies GP/GPU (« General Purpose Graphics Processing Unit »)

Les domaines d’applications considérés dans le projet sont représentatifs des systèmes embarqués mettant en œuvre des puissances de calcul importantes, et dont le déploiement et l’innovation sont aujourd’hui limités par les technologies traditionnelles. Ils complètent les applications déjà prises en compte dans les projets et actions précédents.

• Multimédia : broadcast  vidéo & audio
• Telecom : radio logicielle
• Automobile : systèmes d’aide à la conduite
• Nouvelles applications : systèmes de capteurs mixtes analogiques/numériques

Les résultats technologiques attendus du projet visent d’une part à renforcer et accélérer la feuille de route technologique de l’offre matérielle et logicielle MPPA au travers de résultats directement liés aux outils développés par Kalray mais aussi par des intégrations & développements d’outils proposés par les partenaires.

Les résultats technologiques du projet seront mis en œuvre et évalués dans le contexte de cinq applications clés portées par les partenaires Renault, Thales Communications & Security S.A.S, ATEME, Digigram et Asygn.

Ces cinq applications couvrent des domaines d’applications et des besoins variés et vont permettre de démontrer le caractère générique et transverse de la technologie.

Pour chacun de ces domaines d’applications, les équipementiers et industriels utilisateurs recherchent des plateformes d’exécution innovantes permettant de lever les verrous technologiques qui en limitent le déploiement et/ou les performances sur leurs marchés.

La collaboration entre les différents partenaires du projet s’organise autour des besoins des différents domaines d’applications, et selon les axes technologiques proposés.

Avancement en fin d’année 2

Concernant les lots technologiques l’année a vu la publication de la version 1.0 puis 1.2 et 1.3 sur la fin de l’année 2014 de l’environnement de développement MPPA ACCESSCORE de Kalray. Une première version du modèle de programmation OpenCL est disponible sur le processeur MPPA et déjà utilisé par les clients.
Des librairies spécialisées optimisées pour le processeur MPPA on été mis à disposition d’acteurs du monde de la vidéo comme ATEME et les premières versions des librairies de calcul algébrique BLAS et LAPACK sont disponibles en version monocluster.

L’année 2 a aussi permis de préparer la venue de la première carte accélératrice TurboCard2 de Kalray dont la sortie commerciale est prévue en Novembre 2014. Cette carte est un grand pas en avant pour Kalray dans le domaine du calcul haute performance.

Durant la seconde année Kalray a mis sur le marché sa première carte embarquée dite EMB01, une carte qui reunit un processeur MPPA et un processeur x86 sur un petit facteur de forme et qui a pu être utilisée dans le lot applicatif consacré aux applications de sécurité active en automobile (SP10, Kalray, Renault)
En ce qui concerne les lots applicatifs, ATEME a pu mettre en œuvre les fonctions d’encodage accélérée sur MPPA. Digigram a montré son premier prototype complet de console audio numérique professionnelle entièremet réalisée en logiciel sur le MPPA sans avoir recours a des FPGA ou ASIC dédiés. Thales CS a achevé le design de la radio logicielle de type OFDM et réalisée une première maquette en utilisant le langage Dataflow.

Dans le domaine automobile, la seconde version du prototype de mesure de distance entre véhcules s’exécutant en temps réel sur la carte EMB01 a pu être démontrée avec succès.

Enfin Asygn a pu montrer sa première carte électronique intégrant dans un espace très réduit plusieurs capteurs reliés directement à un professeur MPPA capables de traiter à la volée les informations fournies par les capteurs en temps réel.

Mise à jour : Decembre 2013

Objectifs du projet :

Renforcer et accélérer la roadmap logicielle pour MPPA et pour les partenaires technologiques impliqués au sein de l’écosystème MPPA

• Partenariats avec des équipes & fournisseurs leader sur leurs activités
  
• En complément & renforcement des actions déjà engagées
  
• Focus sur la programmation haut niveau, l’intégration système et l’optimisation

Intégrer un ensemble d’applications & démonstrateurs

• Mettant en œuvre les résultats technologiques du projet
  
• Représentatifs des principaux domaines d’application et des besoins : convergence, nouveaux usages, intégration
  
  • Multimédia (Vidéo et audio)
    
  • Télécommunication
    
  • Automobile / Systèmes de sécurité active
    
  • Capteurs

MPPA MANYCORE Roadmap
Architecture scalability for high performance and low power

Avancement ManycoreLabs – Lots technologiques

- La technologie MPPA de Kalray

. Processeur à 256 coœurs MPPA-256 opérationnel depuis Novembre 2012
. Premier produit MPPA DEVELOPER (station de développement tout en un) et spécification de la première carte embarquée de petite taille MPPA BOARD EMB01

- Programmation

. Avancées sur la programmation en Dataflow dynamique et l’optimisation du code généré
. Première implémentation des classes de base de Java 7
. Accélération de calcul via OpenCL (1ère version) et HMPP de Caps Entreprise

- Librairies métiers

. Librairie optimisée pour le traitement de la vidéo (ATEME, Kalray)
. 1ère version de la librairie algébrique BLAS

Avancement ManycoreLabs – Lots applicatifs

• Video (ATEME)
  Spécification de la chaine d’encodage H264 sur MPPA et premières implémentations
• Audio (DIGIGRAM)
  Spécification et première démonstration d’une chaine de traitement audio dynamique sur MPPA
• Radio logicielle (Thales CS)
  Spécification de la forme d’onde qui sera implantée sur le processeur MPPA de Kalray
• ADAS / Sécurité automobile
  Spécification et première implémentation sur le processeur MPPA de la détection de
  lignes blanches et mesure de distance entre véhicules.

Janvier 2013 : The integration and maturation of several software development solutions around the MPPA manycore platform is the main objective of the ManycoreLabs project

Generic embedded computing platforms based on "manycore" processors or accelerators are very promising for high performance embedded applications in the area of image & video processing, signal processing and telecom infrastructure. Availability of efficient software development tools remains a key challenge for these emerging platforms. The integration and maturation of several software development solutions around the MPPA manycore platform is the main objective of the ManycoreLabs project

The proposed solutions will be demonstrated on a set of complementary applications in the area of:

• Video transcoding
• Sound broadcast platforms
• Driving assistance systems for Automotive
• Software radio

Technological or scientific innovations

Technological innovations will be developped in found directions:

• High level development environments for manycore platforms: dataflow programming, openMP, Java
• Performance and power consumption optimization
• Support of acceleration application, use of multi-chip manycore acceleration platforms for video processing or scientfic computing applications
• Support of heterogeneous & dynamic applications

 

Status - main project outcomes

The project will start in March 2012 and will last three years. First technology or application demonstrators will be available in 2013.