Semestre 5 · trois UE, et le triplet HPC¶
Le seul vrai arbitrage du cursus. Au semestre 5, un apprenti « doit choisir trois UE » de spécialisation. Six d'entre elles touchent au calcul intensif. Il faut donc en écarter trois.
La règle¶
Fait, cité de la brochure :
« Un apprenti doit choisir trois UE parmi les suivantes pour le semestre. Puisque cela impacte fortement le calendrier, ce choix doit être fait en accord avec l'entreprise. »
Trois, obligatoires, négociées. Cinq ECTS chacune.
Les candidates, et leurs créneaux¶
Fait. Les demi-journées publiées dans la brochure :
| Créneau | UE en concurrence | Notre candidate |
|---|---|---|
| Lundi matin | PDSP35, OPTU35 | PDSP35 |
| Lundi après-midi | ASYR35, OPTD35 | — |
| Lundi, journée (nov.-déc.-janv.) | MANA35 | — |
| Mardi matin | COAV35, PRRU35, DMIA35, MOSA35 | COAV35 |
| Mardi après-midi | PRRD35, PGPU35, INCA35, MALE35 | PGPU35 |
| Vendredi matin | GIIG35 | GIIG35 |
| Vendredi après-midi | IQRO35 | IQRO35 |
| Janvier / février / mars | RDEV35 (= RDEV36), CAFS35 | RDEV36 |
Le fait qui simplifie tout
PDSP35, COAV35 et PGPU35 sont sur trois créneaux différents. Lundi matin, mardi matin, mardi après-midi.
Aucune de ces trois UE n'en exclut une autre. Et comme il faut en choisir exactement trois, elles forment un ensemble réalisable qui consomme la totalité de vos choix.
La contrainte n'est donc pas l'emploi du temps. C'est le nombre.
Les six candidates, évaluées¶
PGPU35 · Programmation GPU — à prendre¶
Fait. Cinq ECTS, responsable ROUSSEL Adrien, effectif 30. Prérequis : « Programmation Parallèle » et « C/C++ ». Découpage : 8 séances de cours, 12 de TD, 4 de TP noté. Évaluation : TP noté.
Le contenu couvre l'écosystème CUDA, l'architecture des GPU, le modèle de programmation et d'exécution, le portage de codes C/C++, l'optimisation (dimensionnement des grilles, mémoire shared, recouvrement des calculs et des communications), puis multi-GPU, MPI+GPU et Tensor Cores.
Pourquoi elle est non négociable : la brochure le dit elle-même — « aujourd'hui la majorité des supercalculateurs du Top500 et du Green500 sont basées sur des architectures hétérogènes ». C'est aussi la compétence la plus demandée du marché. Et c'est la seule UE du cursus qui touche aux accélérateurs.
PDSP35 · Performance des systèmes parallèles — à prendre¶
Fait. Cinq ECTS, responsable HONORE Valentin, effectif 30. Prérequis : complexité algorithmique, programmation système et C, Python. Découpage : 9 séances de cours, 12 de TP, 3 d'examen. Évaluation : contrôle continu (30 %) et oral (70 %), « sous la forme de la lecture d'un article scientifique à choisir ».
Contenu : accélération et efficacité, loi d'Amdahl, granularité, ordonnancement, contention, memory bound et *compute bound*, traçage d'applications, et une ouverture sur les défis du HPC (énergie, données à l'échelle).
Pourquoi elle est non négociable : les autres UE apprennent à faire, celle-ci apprend à raisonner. Prédire avant de mesurer, expliquer un écart, savoir quand s'arrêter d'optimiser. C'est la compétence qui distingue un ingénieur d'un bricoleur habile, et elle ne s'acquiert nulle part ailleurs dans le cursus.
Et son évaluation est une occasion. Le choix de l'article est le vôtre : prenez-en un qui serve aussi votre projet d'entreprise ou votre PFE. La liste des candidats est dans la fiche PDSP35.
COAV35 · Compilation avancée — à prendre¶
Fait. Cinq ECTS, responsable CARRIBAULT Patrick, effectif 30. Prérequis : « Programmation informatique (type C/C++) » — ASCO23 n'est pas exigé. Découpage : 8 séances de cours, 14 de TD. Évaluation de première session : un projet.
L'objectif cité est explicite : « Cette UE se focalise sur des capacités supplémentaires d'un compilateur HPC notamment la transformation et l'optimisation du code en entrée afin d'améliorer les performances sur un processeur cible », avec découverte de l'organisation de GCC et LLVM.
Pourquoi elle complète les deux autres : PGPU35 optimise pour l'accélérateur, PDSP35 modélise, COAV35 explique ce que le compilateur fait — et surtout ce qui l'empêche de vectoriser. C'est le levier d'optimisation le moins coûteux qui existe : zéro ligne de code modifiée.
GIIG35 · Green IT — le premier écarté, et c'est discutable¶
Fait. Cinq ECTS, responsable LIGOZAT Anne-Laure, effectif 40. Aucun prérequis. 24 séances de cours/TD. Contenu : « sobriété numérique, systémique, architecture d'entreprise », mis en pratique dans des cas d'étude.
Pourquoi il arrive quatrième : le contenu est managérial et systémique, pas technique. Il ne contient ni RAPL, ni plafonnement de puissance, ni courbe performance-puissance — c'est-à-dire rien de ce dont on a besoin pour tenir un budget électrique de compétition. Ce volet technique tient en quinze heures et il est dans Énergie et efficacité.
Quand prendre GIIG35 à la place de COAV35
Trois cas où l'inversion se défend :
- votre entreprise a un enjeu d'empreinte environnementale — data center, hébergeur, grande DSI — auquel cas l'UE est directement applicable, et l'argument passe facilement en négociation ;
- vous visez une Student Cluster Competition, où le budget de 10 000 W est la contrainte de conception centrale, et où savoir raisonner en performance par watt vaut des points ;
- vous n'avez aucun goût pour la compilation, auquel cas COAV35 sera subie et GIIG35 sera utile.
IQRO35 · Informatique quantique et RO — le deuxième écarté¶
Fait. Cinq ECTS, responsable WATEL Dimitri, effectif 30. Deux modules : IQUA35 (théorique — mécanique quantique, portes, Deutsch-Jozsa, Grover, Shor, recuit, QAOA, machine de Turing quantique, classes de complexité) et AQRO35 (pratique — Qiskit, accès à de vraies machines quantiques, application à la recherche opérationnelle).
Pourquoi il est écarté : aucune compétition HPC étudiante ne comporte d'épreuve quantique, et aucun code de production ne tourne sur machine quantique. L'UE est intellectuellement riche et bien construite, mais elle n'apporte rien d'opérationnel à un objectif de calcul intensif à l'horizon de votre diplôme.
Ce qu'elle a de rare : l'accès annoncé à de vraies machines. Mesurer soi-même l'écart entre un simulateur parfait et une machine bruitée est l'enseignement le plus utile du domaine, et il ne se lit pas dans un livre.
Un trou de prérequis à connaître
IQRO35 conseille « Recherche opérationnelle, Modèles de calculs, Complément de recherche opérationnelle, Optimisation 1 ». En FISA, ROFA24 (recherche opérationnelle) est bien au tronc commun du semestre 4, donc le socle minimal existe. Mais OPTU35, conseillé, est lui-même une UE de spécialisation en concurrence avec PDSP35 sur le lundi matin : vous ne pourrez pas avoir les deux.
RDEV36 · Projet recherche et développement — le troisième écarté, et voici pourquoi¶
Fait. Quatre ECTS, responsable MOUGEOT Mathilde, effectif 15, 24 séances de cours/TP, sur janvier-février-mars. Objectif : « Initiation à des travaux de recherche et développement pour répondre à un besoin industriel. Mise en place d'une preuve de concept. » Non rattrapable.
Dans la formation sous statut étudiant, cette UE est le meilleur levier du cursus : encadrement quasi individuel, sujet négociable, quinze places.
Pour un apprenti, le raisonnement s'inverse
Un étudiant a besoin de RDEV36 parce que c'est sa seule occasion de mener un projet long encadré sur un besoin industriel réel.
Un apprenti a déjà cela. Il l'a même deux fois :
- MISS, dix ECTS par semestre, qui est le travail en entreprise évalué ;
- PRFE36, trente ECTS au semestre 6, dont la brochure dit que « le sujet du projet est libre et dépend des besoins et ressources de l'entreprise » et que « le projet doit devenir la priorité de l'élève ».
Prendre RDEV36 coûte donc une des trois UE de spécialisation — c'est-à-dire un tiers de tout le choix technique du cursus — pour obtenir une version réduite de ce que le PFE donnera déjà.
Ce n'est rentable que dans un cas : si votre entreprise ne peut pas vous fournir de sujet à composante recherche et que vous visez une thèse. Alors RDEV36 devient votre seule porte d'entrée vers un encadrant académique, et il faut la prendre.
La recommandation¶
Le triplet : PGPU35 + PDSP35 + COAV35
| UE | Créneau | Ce qu'elle apporte |
|---|---|---|
| PGPU35 | Mardi après-midi | Les accélérateurs — l'architecture dominante |
| PDSP35 | Lundi matin | La méthode — modéliser, mesurer, expliquer |
| COAV35 | Mardi matin | Le compilateur — vectorisation et transformations |
Trois créneaux distincts, aucune exclusion mutuelle, et la couverture des trois niveaux : le matériel, la méthode, la chaîne d'outils.
Avec PRPA23 au S3 (le distribué) et PRCV24 au S4 (les threads), le cursus couvre alors les quatre modèles de programmation parallèle et la méthodologie de mesure. C'est le maximum atteignable en FISA.
Les trois variantes défendables¶
| Si… | Remplacez | Par | Pourquoi |
|---|---|---|---|
| Vous visez une compétition | COAV35 | GIIG35 | Le budget électrique est la contrainte de conception centrale |
| Vous visez une thèse et l'entreprise n'offre pas de sujet de recherche | COAV35 | RDEV36 | Seule porte vers un encadrant académique |
| L'entreprise a un enjeu environnemental fort | COAV35 | GIIG35 | Applicable immédiatement, et l'accord sera plus facile à obtenir |
Notez que dans les trois cas, c'est COAV35 qui saute — parce que PGPU35 et PDSP35 sont les deux UE dont le contenu est le plus difficile à reconstituer seul, et parce que le contenu de COAV35 est le mieux documenté gratuitement (la documentation LLVM, le livre de Kennedy et Allen).
Négocier ces trois UE avec l'entreprise¶
La brochure prévient que ce choix « impacte fortement le calendrier ». Ce n'est pas une formalité : trois UE de spécialisation représentent deux journées et demie par semaine d'absence de l'entreprise sur le semestre.
La manière de présenter la demande
Ne présentez pas trois UE. Présentez un projet.
« Je propose de construire, sur ce semestre, la compétence “optimisation de nos traitements les plus longs”. Les trois modules que je demande la servent : l'un porte sur les accélérateurs, l'un sur la méthode de mesure, l'un sur ce que le compilateur peut faire. À la fin du semestre, je vous rends un diagnostic chiffré sur [tel traitement interne] avec des propositions d'amélioration. »
Cela transforme une demande d'absence en proposition de livrable. Et le livrable en question est exactement le projet P8, l'expertise de performance d'un code réel.
Anticipez de six mois
Le calendrier précis n'est remis « au plus tard à la rentrée » de la troisième année, mais les créneaux prévisionnels sont publiés dès maintenant. Présentez la demande au printemps de la deuxième année, pas en septembre : une entreprise qui découvre en septembre qu'elle perd deux jours et demi par semaine refuse.
À retenir¶
Le semestre 5 en cinq phrases
Trois UE de spécialisation obligatoires, à négocier avec l'entreprise parce qu'elles pèsent lourd dans le calendrier.
Six candidates touchent au HPC, donc trois doivent être écartées : c'est le seul vrai arbitrage du cursus.
Le triplet recommandé est PGPU35 + PDSP35 + COAV35 : trois créneaux distincts, donc parfaitement compatibles, et la couverture du matériel, de la méthode et de la chaîne d'outils.
RDEV36 est le piège du cursus FISA : excellente UE pour un étudiant, redondante pour un apprenti qui a déjà MISS et PRFE36, sauf s'il vise une thèse sans sujet de recherche en entreprise.
Négociez au printemps de la 2A, en présentant un livrable et non trois absences.
Chapitre suivant : Arbitrages et conflits.