计算机科学 > 分布式、并行与集群计算
[提交于 2025年7月1日
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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
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。
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