CENTRALE LYON - Post Doctoral Open and Flexible System-Level Evaluation Framework for Emerging AI Computing Architectures in Écully

Les technologies informatiques émergentes – mémoires non volatiles et ferroélectriques, calculs analogiques et numériques en mémoire, photonique silicium, intégration 3D et chiplets hétérogènes – offrent des gains majeurs en efficacité énergétique, latence, bande passante et fonctionnalité. Leur potentiel ne peut cependant pas être établi uniquement à partir des résultats de dispositifs ou de circuits : il nécessite un lien rigoureux entre les caractéristiques technologiques, les choix architecturaux, le mapping de charge de travail et les figures de mérite au niveau des applications.

Le groupe Électronique de l'Institut de Nanotechnologie de Lyon (INL) recherche un chercheur postdoctoral (h/f) pour développer un cadre d'évaluation système ouvert, modulaire et extensible pour l'exploration de l'espace de conception (DSE) et la co-optimisation conception-système-technologie (SDTCO) des architectures informatiques émergentes. L'accent est mis sur l'interface de l'architecture informatique, de la conception d'accélérateurs, de la modélisation des performances et du co-design matériel-logiciel, tout en utilisant systématiquement les résultats de dispositifs, de circuits et de matrices de bas niveau afin que les conclusions architecturales restent physiquement crédibles.

L'objectif est de convertir les résultats de bas niveau – modèles compacts, KPI mesurés ou simulés, contraintes de variabilité et de fiabilité, et fronts de Pareto multi-objectifs – en modèles architecturaux paramétrés soutenant une exploration efficace des accélérateurs pour les charges de travail AI émergentes. Le cadre doit permettre à la fois une projection ascendante, des choix de dispositifs/circuits/matrices vers la performance système, et une propagation de contraintes descendante, des cibles pour l'énergie, la latence, le débit, la précision, la robustesse et la surface vers les exigences technologiques et de circuit.

Un défi scientifique majeur est de représenter les compromis inter-couches sans cacher leur origine : plutôt que des chiffres isolés d'énergie ou de latence, le cadre devrait exposer les goulets d'étranglement, les sensibilités, les limites de faisabilité, les points d'équilibre et les opportunités, et identifier les régimes dans lesquels une technologie devient avantageuse. Les charges de travail cibles vont de l'inférence en périphérie jusqu'aux modèles inspirés des transformateurs, avec des cas d'utilisation dans le traitement de la vision, de l'audio et des capteurs, des opérations éparses et vectorielles/matricielles, et l'apprentissage sur appareil.

Résultats attendus : un environnement d'évaluation maintenable combinant une exploration rapide avec des chemins de validation de fidélité sélectionnés ; des modèles inter-couches et des contrats d'interface, des schémas de données réutilisables, des flux de benchmarking, des analyses de Pareto au niveau système et des lignes directrices de conception pour les accélérateurs AI émergents – un instrument d'aide à la décision pour les futurs projets de recherche.

Profil du candidat : Doctorat en ingénierie électrique ou électronique, en ingénierie informatique, en informatique ou dans une discipline connexe, avec une solide expérience dans plusieurs des domaines suivants : architecture informatique et accélérateurs AI ; modélisation des performances, de l'énergie et de la surface ; exploration de l'espace de conception et optimisation multi-objectifs ; co-design matériel-logiciel et mapping de charge de travail ; mémoires émergentes, calcul en mémoire ou photonique. De solides compétences en Python et une bonne pratique d'ingénierie logicielle sont essentielles ; une expérience avec SystemC, C/C++, simulation RISCV, QEMU, flux de travail PyTorch/ONNX, simulateurs d'architecture (NeuroSim, CiMLoop/AccelForge, Timeloop ou similaires) sera appréciée. La familiarité avec la modélisation au niveau circuit ou l'EDA est un atout, mais l'accent est mis sur la recherche architecturale et au niveau système.

Environnement : le poste est hébergé par le groupe Électronique à l'INL (UMR CNRS 5270), École Centrale de Lyon, Écully, France – un environnement interdisciplinaire englobant dispositifs, circuits, architectures, automatisation de conception, photonique et systèmes intégrés, avec des collaborations nationales et européennes.