Σχεδιασμός και υλοποίηση μηχανισμού εικονικοποίησης μονάδων επεξεργασίας γραφικών και διαμοιρασμού τους σε εικονικές μηχανές

δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*



Σχεδιασμός και υλοποίηση μηχανισμού εικονικοποίησης μονάδων επεξεργασίας γραφικών και διαμοιρασμού τους σε εικονικές μηχανές (EL)
Design and implementation of a GPU virtualization framework (EN)

Βάσιλας, Δημήτριος (EL)
Vasilas, Dimitrios (EN)

ntua (EL)
Γκούμας, Γεώργιος (EL)
Κοζύρης, Νεκτάριος (EL)
Σούντρης, Δημήτριος (EL)

bachelorThesis

2016-03-30
2016-06-10
2016-06-10T10:59:44Z


Οι μονάδες επεξεργασίας γραφικών (Graphics Processing Units - GPUs) έχουν εξελιχθεί σε ισχυρούς επεξεργαστές, οι οποίοι μπορούν να παρέχουν σημαντικά οφέλη σε εφαρμογές κατάλληλες για παράλληλη επεξεργασία. Οι επεξεργαστές γραφικών χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε συστήματα υπολογισμών υψηλών επιδόσεων (High Performance Computing - HPC) εξαιτίας της ανάπτυξης των υπολογισμών γενικού σκοπού σε GPUs (General-Purpose Computation on GPUs - GPGPU). Επιπλέον, οι τεχνολογίες εικονικοποίησης κερδίζουν έδαφος σε αυτούς τους τομείς, λόγω των οφελών τους στην ομαδοποίηση εξυπηρετητών καθώς και την απομόνωση και την ευκολία διαχείρισης που προσφέρουν. Προκύπτει επομένως η ανάγκη να συνδυαστούν τα οφέλη και των δύο πεδίων με την παροχή ετερογενών πόρων, ιδιαίτερα μονάδων επεξεργασίας γραφικών, σε εικονικά περιβάλλοντα. Η παρούσα εργασία εξετάζει το ζήτημα της ενσωμάτωσης πραγματοποίησης υπολογισμών γενικού σκοπού σε GPUs (GPGPU) σε εικονικά περιβάλλοντα. Παρουσιάζει έναν μηχανισμό ο οποίος επιτρέπει την εκτέλεση εφαρμογών που χρησιμοποιούν επιτάχυνση από GPUs, σε Εικονικές Μηχανές (Virtual Machines - VMs). Ο μηχανισμός αποτελείται από δύο μέρη: μία βιβλιοθήκη επιπέδου χρήστη και έναν οδηγό συσκευής (driver) ο οποίος υλοποιεί παραεικονικοποίηση, επιτρέποντας την επικοινωνία με τον driver της GPU του host υπολογιστή. Για την αξιολόγηση της επίδοσης του μηχανισμού διεξάγονται πειράματα σε πληθώρα εφαρμογών GPU, και αξιολογείται η επιβάρυνση στην επίδοση τους λόγω εικονικοποίησης, καθώς και η κλιμακωσιμότητα του συστήματος. (EL)
Graphics Processing Units (GPUs) have become a powerful platform, that can provide significant performance benefits to data parallel applications. Graphic processors are being increasingly introduced as accelerators in high performance computing (HPC) systems due to the development of GPGPU (General-Purpose Computation on GPUs). Furthermore, virtualization technologies are gaining interest in these domains, due to their benefits on server consolidation as well as the isolation and ease of management they offer. There is thus a growing need to combine the benefits of both fields by providing heterogeneous resources, particularly GPUs, in virtual environments. In this thesis we address the challenge of integrating GPGPU into virtualized environments. We propose a mechanism that enables the execution of GPU accelerated applications within Virtual Machines (VMs). Our framework consists of two components: a user level library and a paravirtualized driver, which enables communication with the host’s GPU driver. To validate our approach, we conduct experiments on a variety of GPU applications, focusing on the virtualization overhead and the scalability of our framework. (EN)


Υπολογισμοί γενικού σκοπού σε GPUs (GPGPU) (EL)
Μονάδες επεξεργασίας γραφικών (EL)
Εικονικοποίηση (EL)
CUDA (EN)
General-purpose computation on GPUs (GPGPU) (EN)
Virtio (EN)
Virtualization (EN)
Graphic processing unit (GPU) (EN)

Ελληνική γλώσσα
Αγγλική γλώσσα

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής (EL)

Default License




*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.