Σχεδιασμός και υλοποίηση συστήματος απομακρυσμένης πρόσβασης συνεπεξεργαστών

Φερτάκης, Κωνσταντίνος; Fertakis, Konstantinos

dc.contributor.author	Φερτάκης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Fertakis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2018-09-21T10:29:04Z
dc.date.available	2018-09-21T10:29:04Z
dc.date.issued	2018-09-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47649
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15685
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Επιταχυντές	el
dc.subject	Απομακρυσμένη εκτέλεση	el
dc.subject	Σύστημα διαμοιρασμού επιταχυντών	el
dc.subject	Υπολογιστικά συστήματα νέφους	el
dc.subject	Υπολογιστές υψηλών επιδόσεων	el
dc.subject	Accelerators	en
dc.subject	Remote accelerator execution framework	en
dc.subject	Intel Xeon Phi	en
dc.subject	Hardware abstraction	en
dc.subject	Computer clusters	en
dc.title	Σχεδιασμός και υλοποίηση συστήματος απομακρυσμένης πρόσβασης συνεπεξεργαστών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη υπολογιστών	el
heal.classification	Πληροφορική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/77de68daecd823babbb58edb1c8e14d7106e83bb
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-13
heal.abstract	Η χρήση επιταχυντών σε υπολογιστικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν ετερογένεια για την επίτευξη υψηλότερων επιδόσεων έχουν εδραιωθεί τα τελευταία χρόνια . Οι επιταχυντές βρίσκονται στις καρδιές των σύγχρονων κέντρων δεδομένων και υπολογιστών , υποστηρίζοντας τη λειτουργία της πλειοψηφίας των δέκα ταχύτερων υπερυπολογιστών στον κόσμο . Είναι ουσιαστικής σημασίας για τις κοινότητες υπολογιστών υψηλής απόδοσης και μηχανικής μάθησης , εφαρμόζοντας προσαρμοσμένη αρχιτεκτονική προκειμένου να παρέχουν αποτελεσματική κλιμακούμενη ισχύ επεξεργασίας που στοχεύει σε ένα ευρύ φάσμα επιστημονικών τομέων. Σε αυτήν την εργασία, αναλαμβάνουμε την πρόκληση να σχεδιάσουμε και να υλοποιήσουμε ένα σύστημα το οποίο θα επιτρέπει την εξ αποστάσεως πρόσβαση στους πόρους ενός επιταχυντή . Παρουσιάζουμε το RACEX, ένα σύστημα που επιτρέπει την αποτελεσματική απομακρυσμένη εκτέλεση εφαρμογών σε επιταχυντή . Στη υλοποίηση της ιδέας μας , έχουμε στοχεύσει το συνεπεξεργαστή Intel Xeon Phi. Η προτεινόμενη λύση επιτρέπει την πλήρη ή μερική εκφόρτωση υπολογισμών και εφαρμογών σε έναν επιταχυντή Intel Xeon PHI προκειμένου αυτές να εκτελεστούν και να αξιοποιήσουν τη δύναμη των μαζικά παράλληλων επεξεργαστών του . Το RACEX εισέρχεται στη στοίβα λογισμικού του επιταχυντή στο επίπεδο στρώματος μεταφοράς που υλοποιείται απο το πρωτόκολλο SCIF της Intel, το οποίο προορίζεται για τη μεταφορά δεδομένων μέσω του PCIe στη συσκευή επιτάχυνσης . Το σύστημα μας υπεισέρχεται στις κλήσεις προς το πρωτόκολλου SCIF και προωθεί αυτές σε κάποιο απομακρυσμο διακομηστή προκειμένου να επιτρέψει την εξ αποστάσεως εκτέλεση . Το σύστημα μας χρησιμοποιεί BSD Sockets για δικτύωση και επικοινωνία μεταξύ των διαδικτυακά κατανεμημένων κόμβων . Τα αρχικά αποτελέσματα αξιολόγησης είναι ελπιδοφόρα , καθώς οι σχετικές μετρήσεις καταδεικνύουν 10% επιβάρυνση του RACEX σε σύγκριση με τη φυσική εκτέλεση όσον αφορά την καθυστέρηση για την ανταλλαγή μεγάλων μηνυμάτων μεταξύ του host και του επιταχυντή .	el
heal.abstract	The use of accelerators in computing facilities that employ heterogeneity in order to achieve higher performance has become prominent in the past years. Accelerators lie on the hearts of modern data center and computing facilities, powering the majority of the top ten super-computers in the world. They are essential for the High Performance Computing and Machine Learning communities, implementing custom architecture in order to provide e cient scalable processing power targeting a wide range of scienti c domains. In this work, we address the challenge of making accelerator resources remotely accessible. We present RACEX, a middleware framework that enables e cient Remote ACcelerator EXecution. For our proof-of-concept, we have targeted the Intel Xeon Phi coprocessor. Our proposed solution for the challenge allows applications to be, either completely or in part, o oaded remotely on an Intel Xeon PHI accelerator in order to be executed and harness the power of its massively parallel processors. RACEX intercepts Intel's SCIF transport layer API, intended to transfer data over the PCIe to the accelerator device, and wraps it to make it remotely available making use of BSD Sockets. Initial evaluation results are promising with RACEX framework showing 10% overhead compared to the native execution in terms of latency for big messages exchange between the host processor and the accelerator.	en
heal.advisorName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Τσουμάκος, Δημήτρης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	123 σ.
heal.fullTextAvailability	true