Light-weight and Flexible Live Migration for Cloud FPGAs

轻量级、灵活的云 FPGA 实时迁移

• 批准号: 20K19776
• 负责人: 小柴 篤史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19776/
• 关键词: FPGA; クラウドコンピューティング; ユニカーネル; 負荷分散; ライブマイグレーション; クラウド

初年度である本年度では、提案方式の実装・評価環境の構築および提案方式の優位性の検証を行った。まず、評価環境の構築について、データセンタ向けFPGAカードが接続されたx86サーバマシンを2台用意し、それらを同一ネットワークに接続して、更に代表的な仮想化ソフトウェアであるKVMハイパーバイザを導入した。これにより、仮想FPGAインスタンスを提供するクラウドサーバを想定した評価環境を構築した。次に本環境において、マイグレーション機能のないFPGAサーバにおけるアプリケーションの性能評価を行い、提案方式の優位性を検証した。具体的には、FPGAを利用する複数のアプリケーションを同じFPGA上で時分割方式で実行した時の処理時間を解析した。その結果、アプリケーションの切り替え時に必要となるFPGA回路の動的再構成によって、切り替えごとに数秒単位のオーバヘッドが生じることが確認された。このオーバヘッドは、提案するマイグレーション方式を実現することで低減することができる。これにより、提案方式によってFPGAアプリケーションの実行性能を向上できることを明らかにした。申請者の海外転勤に伴い、本研究課題は今年度で一時中断となるが、帰国後に再開する予定である。再開後は、本年度に構築したクラウドFPGAサーバ環境を用いて、引き続き提案方式を実現する機能の設計やシステム実装、評価を進める予定である。また、得られた研究成果を国内研究会や国際会議で発表・報告する予定である。

The first year である the current year で で, proposal method <s:1> actual installation · evaluation 価 environment <e:1> construction および proposal method <s:1> location advantage <e:1> 検 certificate を bank った. ま ず; の 価 environment construct に つ い て, デ ー タ セ ン タ to け FPGA カ ー ド が meet 続 さ れ た x86 サ ー バ マ シ ン を two intentions し, そ れ ら を same ネ ッ ト ワ ー ク に meet 続 し て and more に representative な 仮 want to change ソ フ ト ウ ェ ア で あ る KVM ハ イ パ ー バ イ ザ を import し た. こ れ に よ り, 仮 to FPGA イ ン ス タ ン ス を provide す る ク ラ ウ ド サ ー バ を scenarios し た review 価 environment を construct し た. Time に this environmental に お い て, マ イ グ レ ー シ ョ ン function の な い FPGA サ ー バ に お け る ア プ リ ケ ー シ ョ ン の performance evaluation 価 を い, proposal way の primacy を 検 card し た. Specific に は, FPGA を す る plural の ア プ リ ケ ー シ ョ ン を with じ で on FPGA segmentation way で line be し た when の 処 manage time を parsing し た. そ の results, ア プ リ ケ ー シ ョ ン の り cutting for え に necessary と な る FPGA circuit の moving to constitute に よ っ て, cut り for え ご と に seconds 単 a の オ ー バ ヘ ッ ド が raw じ る こ と が confirm さ れ た. こ の オ ー バ ヘ ッ ド は, proposal す る マ イ グ レ ー シ ョ を ン way be presently す る こ と low で す reduction る こ と が で き る. こ れ に よ り, proposal に よ っ て FPGA ア プ リ ケ ー シ ョ ン の be line performance を upward で き る こ と を Ming ら か に し た. The applicant has <s:1> overseas 転 diligent に companion に. This research project is temporarily suspended で this year となるが and will be resumed に later in 帰 and confirmed である. は after to open, this year's に build し た ク ラ ウ ド FPGA サ ー を バ environment with い て and き 続 き を proposal way be presently す る function の design や シ ス テ ム be outfit, review 価 を into め る designated で あ る. Youdaoplaceholder0, obtained られた research results を domestic research society や international conference で published table · report する approved である.