Accelerator design for graph analytics
Çizge analitiği için hızlandırıcı tasarımı
- Tez No: 426861
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Çok işlemcili bilgisayarlar, Multiprocessor computers
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çevrimiçi kullanılabilir verideki artışla birlikte veri analizi bugünün veri merkezlerinde çözülmesi gereken önemli bir problem haline gelmiştir. Ayrıca çizge çözümleme uygulamaları, içinde bulunduğumuz büyük veri çağında önemli uygulamalardan biridir. Bununla birlikte, merkezi işlem birimi (CPU) ve grafik işlemcileri (GPU) gibi geleneksel mimariler çizge uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılamakta yetersiz kalmaktadırlar. Çizge uygulamalarının düzensiz bellek erişimi, dengesiz yük dağıtımı ve düzensiz hesaplama gibi özellikler taşıması üretilen iş odaklı ya da yerellik bazlı bellek sistemleri üzerine kurulu olan mevcut hesaplama sistemlerini zorlamaktadır. Öte yandan gelişmekte olan donanım özelleştirme teknikleri yukarıda bahsi geçen problemlerin çözülmesinde yardımcı olmakta ve bu çözümlerin enerji tasarruflu olması beklenmektedir. Bu tezde; düzensiz, düğüm merkezli (vertex centric) ve eşzamansız (asynchronous) çizge uygulamalarının üstesinden gelebilecek bir donanım hızlandırıcı taslağı önerilmektedir. Gelişmiş yüksek seviyeli SystemC modellerinin programcıya soyut bir arayüz vermesiyle programcının arka plandaki mimari hakkında ayrıntılı bilgiye sahip olmadan donanımı gerçekleştirmesi hedeflenmektedir. Verilen taslak sayesinde programcı tek bir uygulamaya bağımlı olmaktan kurtulur ve bu soyut taslağa uyduğu sürece herhangi bir çizge uygulamasını geliştirebilir. Bunun yanında, verilen şablon kullanılarak farklı uygulamalar geliştirmeye olanak sağlanması, bu uygulamaları geliştirmek ve denemek için harcanan süreyi kısaltır. Buna ek olarak, kapsamlı deneysel çalışmalar sonucunda, önerilen taslağın son teknolojiye sahip 24 çekirdekli CPU sistemlerinden 3 kata kadar daha hızlı ve 65 kata kadar daha güç tasarruflu olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
With the increase in data available online, data analysis became a significant problem in today's datacenters. Moreover, graph analytics is one of the significant application domains in big data era. However, traditional architectures such as CPUs and Graphics Processing Units (GPUs) fail to serve the needs of graph applications. Unconventional properties of graph applications such as irregular memory accesses, load balancing, and irregular computation challenge current computing systems which are either throughput oriented or built on top of traditional locality based memory subsystems. On the other hand, an emerging technique hardware customization, can help us to overcome these problems since they are expected to be energy efficient. Considering the power wall, hardware customization becomes more desirable. In this dissertation, we propose a hardware accelerator framework that is capable of handling irregular, vertex centric, and asynchronous graph applications. Developed high level SystemC models gives an abstraction to the programmer allowing to implement the hardware without extensive knowledge about the underlying architecture. With the given template, programmers are not limited to a single application since they can develop any graph application as long as it fits to the given template abstract. Besides the ability to develop different applications, the given template also decreases the time spent on developing and testing different accelerators. Additionally, an extensive experimental study shows that the proposed template can outperform a high-end 24 core CPU system up to 3x with up to 65x power efficiency.
Benzer Tezler
- Source-to-source transformation based methodology for graph-parallel FPGA accelerators
Kaynaktan kaynağa dönüşüme dayalı paralel çizge FPGA hızlandırıcıları yöntemi
CEMİL KAAN AKYOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- A study of the dependence of source efficiency on design parameters in source-driven subcritical nuclear systems
Kaynak güdümlü alt kritik sistemlerde kaynak verimliliğinin dizayn parametrelerine bağımlılığının incelenmesi
CEYHUN YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ATİLA ÖZGENER
- Eksik tahrikli tekerlekli sarkaç sisteminin tasarımı ve kontrolü
Design and control of reaction wheel pendulum
OZAN TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. S. MURAT YEŞİLOĞLU
- Traffic and mobility aware delay modeling for software-defined networks (SDN)
Yazılım tanımlı ağlar için trafik ve hareket duyarlı gecikme modeli
MÜGE ÖZÇEVİK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- Bir elektrikli ulaşım sisteminin modellenmesi ve simülasyonu
Modelling and simulation of an electrically driven transport system
SALMAN KURTULAN
Doktora
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ATİLLA BİR