Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.01113v1

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 分布式、并行与集群计算

arXiv:2507.01113v1 (cs)
[提交于 2025年7月1日 ]

标题: HERCULES:异构系统中随机调度的硬件加速器

标题: HERCULES: Hardware accElerator foR stoChastic schedULing in hEterogeneous Systems

Authors:Vairavan Palaniappan, Adam H. Ross, Amit Ranjan Trivedi, Debjit Pal
摘要: 高效的负载调度是现代异构计算环境中的一项关键挑战,尤其是在高性能计算(HPC)系统中。传统的基于软件的调度器由于高调度开销、缺乏对动态负载的适应性以及资源利用不优,难以有效平衡负载分配。这些缺陷在异构系统中尤为突出,其中不同的计算元件可能具有截然不同的性能特征。为了解决这些障碍,我们提出了一种基于FPGA的随机在线调度(SOS)加速器。我们通过将现有的成本方程进行适应性调整,在将其实施到硬件加速器设计之前,使其与离散时间相结合,从而修改了一种贪心成本选择分配策略。我们的设计利用了硬件并行性、预计算和精度量化来减少作业调度延迟。通过引入一种硬件加速的实时调度方法,本文确立了异构计算系统中自适应调度机制的新范式。所提出的设计实现了高吞吐量、低延迟和节能运行,为传统软件调度方法提供了一种可扩展的替代方案。实验结果表明,负载分配一致,机器利用率公平,并且相对于单线程软件调度策略实现,速度提高了最多1060倍。这使得SOS加速器成为部署在高性能计算系统、深度学习流水线和其他性能关键应用中的有力候选。
摘要: Efficient workload scheduling is a critical challenge in modern heterogeneous computing environments, particularly in high-performance computing (HPC) systems. Traditional software-based schedulers struggle to efficiently balance workload distribution due to high scheduling overhead, lack of adaptability to dynamic workloads, and suboptimal resource utilization. These pitfalls are compounded in heterogeneous systems, where differing computational elements can have vastly different performance profiles. To resolve these hindrances, we present a novel FPGA-based accelerator for stochastic online scheduling (SOS). We modify a greedy cost selection assignment policy by adapting existing cost equations to engage with discretized time before implementing them into a hardware accelerator design. Our design leverages hardware parallelism, precalculation, and precision quantization to reduce job scheduling latency. By introducing a hardware-accelerated approach to real-time scheduling, this paper establishes a new paradigm for adaptive scheduling mechanisms in heterogeneous computing systems. The proposed design achieves high throughput, low latency, and energy-efficient operation, offering a scalable alternative to traditional software scheduling methods. Experimental results demonstrate consistent workload distribution, fair machine utilization, and up to 1060x speedup over single-threaded software scheduling policy implementations. This makes the SOS accelerator a strong candidate for deployment in high-performance computing system, deeplearning pipelines, and other performance-critical applications.
评论: 10页,10张图,已被接受发表于IEEE国际计算机辅助设计会议(ICCAD)2025
主题: 分布式、并行与集群计算 (cs.DC) ; 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2507.01113 [cs.DC]
  (或者 arXiv:2507.01113v1 [cs.DC] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.01113
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Debjit Pal [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 1 日 18:18:00 UTC (379 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.DC
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.SY
eess
eess.SY

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号