A workflow for offering hardware accelerators as a cloud computing service: Implementation and evaluation
Donanım hızlandırıcılarının bulut bilişim servisi olarak sunulması için bir iş akışı: Gerçekleştirim ve değerlendirme
- Tez No: 720524
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Bulut bilişim ve donanım hızlandırıcıları, bilgi teknolojileri ve bilgisayar alanındaki iki paradigma değişikliğidir. Bu kapsamda, bu tez, kullanıcılara heterojen bir bulut veri merkezinde bilgi işlem kaynakları olarak FPGA üzerinde gerçeklenen donanım hızlandırıcılarını sunmak için bir iş akışı önermektedir. Bu amaçla FPGA kaynaklarının yeniden yapılandırılabilir bölgeler (RR'ler) olarak sanallaştırılmasını gerçekleştiriyor ve bu kaynakları açık kaynaklı bir bulut kaynak yönetim platformu olan OpenStack üzerinden sağlıyoruz. İş akışımız, işlemcili SoC FPGA platformları için tasarlanmıştır. SoC işlemcisindeki OpenStack modülü, diğer OpenStack modülleriyle çalışan bir gömülü yazılımdır. Kullanıcı tarafından seçilen bir hızlandırıcı imajı OpenStack üzerinden RR üzerine yazılabilir. Mimarimizdeki FPGA platformu, 40 Gbps Ethernet IP Çekirdekleri ve RR'lerin birbirleriyle, SoC işlemcisi ve 40 Gbps Ethernet ile iletişimini sağlayan bir çip üzerinde anahtar içerir. Bu amaçla aynı FPGA üzerinde dağıtık hızlandırıcı uygulamaları gerçekleştirilebilir ve kullanıcılardan alınan veriler işlenerek kullanıcıya geri iletilebilir. Hızlandırıcılar ve CPU yazılımı arasındaki veri alışverişini tanımlayan OpenCL tabanlı hızlandırıcı gerçekleştirmeyi araştırıyoruz. Ayrıca, hızlandırıcıların daha özel bir tasarım akışında kabuk tasarımlarıyla birlikte bağımsız IP çekirdekleri olarak uygulanmasını gösteriyoruz. Tüm iş akışını Xilinx ZC706 kartında uyguluyoruz. Tez çalışması boyunca işlevsel doğruluk ve performans deneyleri yapılmıştır. Deneyler, bulut veri merkezi çalışmasına uygun olarak Ethernet arayüzünün başarıma etkilerini de kapsamaktadır.
Özet (Çeviri)
Cloud computing and hardware accelerators are two paradigm changes in the field of information technologies and computers. Accordingly, this thesis proposes a workflow for offering users hardware accelerators implemented on FPGA as computing resources in a heterogeneous cloud data center. To this end, we perform the virtualization of FPGA resources as reconfigurable regions (RRs) and provide these resources through OpenStack, an open-source cloud resource management platform. Our workflow is designed for SoC FPGA platforms with a processor. The OpenStack module in the SoC processor is implemented as embedded software that works with other OpenStack modules. An accelerator image selected by the user can be written on the RR through OpenStack. The FPGA platform in our architecture features 40 Gbps Ethernet IP Cores and an on-chip switch that enables the communication of the RRs with each other, the SoC processor and the 40 Gbps Ethernet. To this end, distributed accelerator implementations can be realized on the same FPGA, and data received from the users can be processed and delivered back to the user. We explore OpenCL-based accelerator realization, which defines the data exchange between the accelerators and the CPU software. Furthermore, we demonstrate the implementation of the accelerators as stand-alone IP cores together with their wrappers in a more custom design flow. We implement the entire workflow on the Xilinx ZC706 board. The functional correctness and performance experiments are conducted throughout the thesis work. The experiments cover the effects of the Ethernet interface on the performance in accordance with the cloud data center operation.
Benzer Tezler
- Oyun motorlarının mimarı tasarım ve temsil süreçlerinde değerlendirilmesi
Evaluation of game engines in architectural design and representation processes
OSMAN SÜMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- A context-aware and workflow-based framework for pervasive environments
Yaygın bilişim ortamları için iş akış modelleri temelli ve bağlam bilinçli bir çerçeve
BİLGİN AVENOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişim Sistemleri Bölümü
YRD. DOÇ. DR. PEKİN ERHAN EREN
- Fatsa Devlet Hastanesi ameliyathane biriminde risk analizi yöntemiyle ramak kala olayların belirlenmesi ve değerlendirilmesi
Fatsa State Hospital operating room unit risk analysis method with determination and evaluation of near misses event
ÖZLEM GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Sağlık EğitimiDokuz Eylül ÜniversitesiSağlıkta Kalite Geliştirme ve Akreditasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN HÜSEYİN BASKIN
- Bridging knowledge across architectural heritage and digital fabrication technologies
Mimari miras ile dijital fabrikasyon teknolojileri arasında bilgi köprüsü kurmak
BEGÜM HAMZAOĞLU
Doktora
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Hazır giyim tedarikçilerinin performans değerlendirmesi için bir model önerisi
A model for evaluating the performance of clothing suppliers
SAİD MELİH YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANAN SARIÇAM