DOSSIER DE PRESSE
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CEA Tech : Vincent Coronini - vincent.coronini@cea.fr – 04 38 78 44 30 / 06 33 74 16 45
Sommaire
Communiqué de presse page 4
L’ALLIANCE DU LOGICIEL ET DES PUCES ÉLECTRONIQUES page 6
Le Centre de conception du Logiciel page 8
15 technologies développées par Inria et CEA Tech page 12
LES PARTENAIRES INDUSTRIELS DU CCL page 30
CommuniquÉ de presse
Le 15 juin 2016
TRANSITION NUMÉRIQUE
Inauguration du Centre de Conception du Logiciel :
L’ALLIANCE DU LOGICIEL ET DES PUCES ÉLECTRONIQUES
Grenoble-Alpes Métropole, Inria et CEA Tech inaugurent le Centre de Conception du Logiciel (CCL) sur le campus GIANT, à Grenoble. Le CCL offre un rassemblement unique d’experts pour le design de puces, la conception de logiciels embarqués et le test sur prototypes réels. Il concrétise la collaboration entre les acteurs du logiciel et ceux de la microélectronique pour développer les futurs systèmes numériques performants, reconfigurables, adaptables et sûrs, tout en réduisant leur consommation énergétique. Le bâtiment a été financé par Grenoble Alpes Métropole (2,5 M€), CEA Tech (2,4 M€) et Inria (1,5 M€).
Développer des solutions embarquées innovantes
Les systèmes embarqués confèrent des fonctions « intelligentes » aux produits appartenant à un large éventail de secteurs (dispositifs mobiles, transport, médical, industrie manufacturière, électroménager grand public, Internet des Objets, etc.). Ils sont aujourd’hui composés de matériels, de réseaux et de logiciels dont les tailles se chiffrent en milliards de transistors, en millions de lignes de code et en millions de connexions, dépassant maintenant la complexité de tous les autres systèmes conçus par l’homme. En évolution constante, ces systèmes vont encore connaître des évolutions majeures dans les années à venir pour relever les défis d’accroissement des performances, de fiabilité, de sécurité et de gestion d’énergie.
Pour assurer le développement de ces solutions embarquées innovantes et optimisées, le bassin grenoblois possède deux communautés puissantes : celle du logiciel et celle de la micro et nanoélectronique. Le monde du logiciel (« soft ») et le monde matériel (« hard ») rapprochent donc leurs forces dans un même bâtiment pour répondre aux nouveaux besoins de conception conjointe des puces avancées et des logiciels qu’elles embarquent, en offrant un point d’entrée unique aux entreprises utilisatrices de puces.
Le centre de conception du logiciel
Le centre de conception du logiciel traite l’ensemble de la chaîne de compétences nécessaires au développement d’un système embarqué intégré intelligent, depuis les technologies avancées de la
microélectronique jusqu’à l’architecture, la conception des circuits, la programmation et l’optimisation des logiciels embarqués et l’évaluation du système numérique. Les entreprises utilisatrices finales des puces pourront désormais accéder :
à une expertise unique sur le design des circuits spécifique aux technologies ultra basse consommation (ex. technologie FDSOI1)
à une expertise unique sur la conception de logiciel sur puce et l’intégration logiciel/matériel en vue de la réalisation de systèmes numériques sur puce
à des plateformes digitales programmables déjà réalisées avec la technologie FDSOI ainsi qu’aux composants complémentaires sur la puce (imageurs, capteurs, contrôleurs, RF, etc.)
à des moyens de test quasi-immédiat de leurs prototypes
La typologie des industriels concernés est très large et s’étend des industriels adressant les gros volumes sans unité de production (« fabless ») à tous les fabricants de circuits spécifiques (sécurité, énergie, médical, etc.) jusqu’au calcul haute performance.
Des acteurs à rassembler dans un même bâtiment
Le CCL regroupe des équipes de recherche Inria, composant la nouvelle antenne Inria Grenoble GIANT, des équipes de CEA Tech, les équipes du CRI2 ainsi que des industriels, spin off et antennes de sociétés offrant des outils et des expertises industrielles de conception, de programmation, de qualification de puces, de plates-formes numériques et de systèmes embarqués sur puce.
Citation de Christophe Ferrari, Président de Grenoble-Alpes Métropole : « Avec le CCL, c'est une ambition de longue date sur notre territoire qui prend corps : celle de rassembler tous les maillons de la chaîne du numérique, des matériels aux logiciels. Cette concrétisation dans un lieu emblématique à la Presqu'île témoigne une fois encore de la capacité de tous les acteurs de notre écosystème à travailler ensemble pour élaborer des projets communs ambitieux et innovants au service du développement et de la performance de la recherche comme de nos entreprises »
Pour Antoine Petit, Président-directeur général d’Inria, « A l'heure où l'on commence à voir les limites de la loi de Moore, le meilleur de la micro-électronique et le meilleur de la recherche logicielle se conjuguent au sein du CCL pour répondre aux besoins de puces, de solutions et de systèmes embarqués toujours plus intelligents. Le CCL rendra également plus aisée la relation avec les entreprises en demande d'innovation, en proposant un guichet unique pour les technologies matérielles et logicielles »
Pour Stéphane Siebert, Directeur de la recherche technologique du CEA, « La mise à disposition d’une infrastructure unique pour les acteurs du logiciel et de la microélectronique crée un pôle numérique grenoblois qui s’inscrit pleinement dans le schéma directeur du campus d’innovation GIANT. Le CCL a pour ambition d’associer les deux communautés pour accompagner la transition numérique et la compétitivité des entreprises »
Dès l'élaboration du projet de construction, l’impact environnemental (isolation, ventilation, éclairage…) et l’accessibilité aux personnes handicapées ont été pris en compte. Le projet s’est inscrit dans la démarche volontaire et originale du centre CEA de Grenoble visant à transformer l’intégralité de son site pour qu’il devienne accessible à chacun, quel que soit son handicap, à l’horizon 2020 (projet ACTE).
L’ALLIANCE DU LOGICIEL ET DES PUCES ÉLECTRONIQUES
« Les systèmes numériques sont aujourd’hui composés de matériels, de réseaux et de logiciels dont les tailles se chiffrent en milliards de transistors, en millions de lignes de code et en millions de connexions, dépassant maintenant la complexité de tous les autres systèmes conçus par l’homme. En évolution constante, ces systèmes vont encore connaître des évolutions majeures dans les années à venir :
Les matériels vont continuer à évoluer en intégrant un nombre croissant de processeurs à la fois génériques et spécialisés, et conduire à des machines exaflopiques, probablement vers 2018.
Il faut accompagner ainsi trois ruptures consécutives : le passage aux multi-cœurs, la diversification des accélérateurs spécialisés et, du fait de la densité d’intégration et des limites induites par les contraintes énergétiques, la capacité à s’adapter aux erreurs des processeurs.
Le développement de matériels offrant un potentiel de traitement de plus en plus important ne conduit plus automatiquement à une augmentation des performances. Il est désormais impératif de s’interroger sur leur exploitation et donc sur leur programmation.
L’omniprésence de ces systèmes numériques dans la plupart des activités humaines, professionnelles ou personnelles, pose avec acuité les questions centrales de la sûreté et de la sécurité de ces systèmes. Il importe de poursuivre les efforts déjà entrepris pour vérifier, dès la conception, le bon fonctionnement d’un système numérique. Mais, quels que soient les progrès réalisés, il n’est pas raisonnable de prédire la disparition d’erreurs, notamment humaines. Ainsi, il est impératif de continuer à travailler sur l’amélioration de la fiabilité des systèmes numériques, de façon à garantir une résilience accrue aux pannes. La notion «d’adaptation», tant du logiciel que du matériel, à ces défauts s’affirme clairement comme une direction de recherche importante.
Le numérique soulève par ailleurs ses propres questions liées à la consommation d’énergie. Les coûts énergétiques de la mise en œuvre des systèmes numériques tels que les centres de données, les calculateurs péta- puis exaflopiques, les milliards de dispositifs d’acquisition et de traitement de l’information, depuis les capteurs et actionneurs jusqu’aux téléphones, tablettes et Pc totalisent à l’échelle mondiale une consommation électrique actuellement proche de celle des États-Unis. Ceci impose une prise en compte de ces éléments dans la conception des machines, dans les algorithmes et les programmes, le critère d’optimisation énergétique devenant central. »
Extraits du Plan stratégique « Objectifs Inria 2020 »
Toutes ces questions nécessitent l’association de compétences en architectures matérielles et logicielles, dès la conception des systèmes informatiques et de leurs applications.
Collaborations Inria – CEA Tech précédentes et à venir
Le défi consiste aujourd’hui à intégrer des logiciels dédiés sur une seule puce assurant la connectivité, le traitement des données, la gestion de la consommation d’énergie et la génération de signaux. Améliorer l’efficacité et la sureté de fonctionnement, gérer durablement les matières premières (réduire les quantités de matières premières) et réaliser des économies d’énergie significatives seront les principaux enjeux associés.
L'objectif est de dépasser les blocages technologiques majeurs pour le développement des futurs systèmes embarqués intelligents en misant sur une forte collaboration entre experts du logiciel et de la microélectronique qui a d’ores et déjà débuté entre les équipes Inria et CEA Tech dans différents domaines (cf fiches détaillées en fin de document) :
Architectures multi-cœurs
L’augmentation régulière de la fréquence des processeurs et du nombre de transistors par unité de surface est à la base de la loi de Moore qui prédisait ainsi le doublement des performances des ordinateurs tous les 18 mois. Cette loi de Moore atteint maintenant ses limites en raison des problèmes énergétiques et de température induits par la densification de la puissance de calcul. Le développement d’architectures multi-cœurs permet de pallier cette érosion de la loi de Moore et d’augmenter les performances en parallélisant les calculs. Depuis 2010, la plateforme SoC P2012 de ST Microelectronics a permis à Inria et CEA Tech d’associer leurs expertises en architecture matérielle et programmation logicielle pour développer une structure multiprocesseurs sur puce capable de supporter efficacement des traitements logiciels lourds et spécialisés de traitement d’images et vidéos.
Véhicules du futur et perception embarquée
Une collaboration CEA Tech - Inria et des expérimentations conjointes sont actuellement en cours dans le domaine des véhicules autonomes : il s’agit de paralléliser et d’optimiser des algorithmes de détection automatique d’obstacles sur une architecture embarquée bas coût.
Systèmes embarqués hautes performances (HPES)
Dans le cadre du labex «Persyval » (Pervasive Systems and Algorithms), Inria et CEA Tech collaborent pour le développement de méthodes de compilation et commande des architectures multi-cœurs et l’amélioration des performances de mémoire transactionnelle sur ces architectures.
Plateforme matérielle pour l’Internet des objets (IoT)
L’association de technologies matérielles et logicielles prend tout son sens avec la perspective de déploiement d’une plateforme Inria - CEA Tech pour l’Internet des objets. L’Internet des objets, vus comme de petits systèmes embarqués autonomes communicants, implique la gestion du cycle de vie de ces objets, de leur sécurité, de leur configuration et reconfiguration et de leur consommation d’énergie (commande des modes de veille et de « réveil » pour réduire la consommation).
Dans la logique de réduction de la consommation d’énergie des petits systèmes embarqués, CEA Tech et Inria collaborent aussi à l’étude et à l’expérimentation des systèmes de calcul à mémoire non volatile (NVRAM), dont les caractéristiques sont d’être très rapides en accès et de conserver leur état même lorsqu’elles ne sont plus alimentées.
Le Centre de conception du Logiciel
La mise à disposition d’une infrastructure unique pour les acteurs du logiciel et de la microélectronique au sein de MINATEC crée un pôle numérique qui regroupe :
des équipes de recherche Inria, composant la nouvelle antenne Inria Grenoble GIANT
des équipes de CEA Tech
les équipes du CRI3
des industriels : experts de ST Microelectronics (compétences spécifiques sur le design des circuits FDSOI), spin off et antennes de sociétés offrant des outils et des expertises industrielles de conception, de programmation, de qualification de puces, de plates-formes numériques, de systèmes embarqués sur puce
Ce projet a été financé par Grenoble Alpes Métropole (2,5 M€), CEA Tech (2,4 M€) et Inria (1,5 M€).
Constitué de 5 niveaux, le CCL est un bâtiment tertiaire de 2900 m² construit dans le prolongement de la Maison MINATEC en un peu plus de 10 mois. Il comprend :
Un rez-de-chaussée distribuant les accès principaux au bâtiment et un hall évènementiel pouvant recevoir jusqu’à 540 personnes
Des niveaux 1, 2 et 3 constitués de bureaux pouvant accueillir 140 personnes
Un niveau 4 constitué de la toiture terrasse de l’extension dont locaux techniques fluides
Les équipes de recherche en place
Inria
Le CCL accueille actuellement 50 chercheurs Inria répartis dans 3 équipes :
CORSE (Responsable : Fabrice Rastello) – 27 personnes - Performance et réduction de la consommation énergétique pour le HPC et les systèmes embarqués
Ctrl-A (Responsable : Eric Rutten) – 8 personnes - Contrôle automatisé et régulation de systèmes informatiques reconfigurables et adaptatifs
NANO-D (Responsable : Stéphane Redon) – 15 personnes - Algorithmes pour la Modélisation et la Simulation de Nanosystèmes
A terme c’est 80 chercheurs qu’Inria positionnera dans cette nouvelle antenne Inria Grenoble GIANT.
Par ailleurs, d’autres équipes d’Inria collaborent actuellement avec CEA Tech sur le sujet «matériel/logiciel » :
Chroma : robotique mobile en environnements dynamiques et incertains
Spades : programmation de systèmes embarqués sûrs et adaptatifs
Polaris : performances des très grands systèmes distribués
Datamove : optimisation des transferts de données pour le calcul intensif
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