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汎目的計算のための GPU の仮想化と信頼性向上

Research Project

Project/Area Number 15J09761
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Software
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

鈴木 勇介  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsGPU / Virtualization / Multi-tenancy / GPGPU
Outline of Annual Research Achievements

GPUの仮想化における研究の進展は,GPUを共有し,計算資源として利用することを可能とする.しかしながら,現在のGPUにおけるノンプリエンプティブな性質がGPUの計算資源としての利用を大きく妨げ,バグのある,もしくは悪意のあるGPUアプリケーションのみならず,近年研究において用いられているデザインに則った正当なアプリケーションですらGPUを占有してしまいうる.このような状況下では,マルチテナント環境においてアプリケーションにおいて信頼できる計算資源とは言えず,また,容易に占有がなされてしまう状態では信頼性を求めるアプリケーションを動作させることは出来ない.そこで GPU の状態を保存し回復する手法を用いたGPUアプリケーションのスケジューリングのデザインを検討しフレームワーク, GLoop を実装した.このフレームワークはGPUアプリケーションに新しいプログラミング・モデルを導入し,細粒度でのスケジューリングを可能にする.さまざまな実際のアプリケーションを調査し,GPUを占有するアプリケーションについてGPU eaterと名付けその性質や種類を調査した.そしてGPUの占有の仕方にも複数存在することを発見し,それら幅広いGPU eaterに対してGLoopが適用できるようにGLoopをデザインし,8つのGPU eaterをGLoop上に移植することによってGLoopのプログラミング・モデルが実際に適用でき,アプリケーションのコンソリデーションに用いることができることを実験によって示した.デザイン,実装及び実験を論文にまとめ,採択率23.6%のトップカンファレンスである国際会議ACM SoCC'17にて発表した.また,より新しいP100 GPUにおいて新しいCUDA9.0上で評価し,GLoopが異なる世代のGPUにおいても有効であることを示し,ジャーナル論文として投稿中である.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] CPUs as Co-processors of GPUs: Running GPGPU Applications at the Full Speed with PullKernels2018

    • Author(s)
      Suzuki Yusuke、Yamada Hiroshi、Kato Shinpei、Kono Kenji
    • Journal Title

      The 8th Workshop on Systems for Multi-core and Heterogeneous Architectures

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GLoop: an event-driven runtime for consolidating GPGPU applications2017

    • Author(s)
      Suzuki Yusuke、Yamada Hiroshi、Kato Shinpei、Kono Kenji
    • Journal Title

      Proceedings of the 2017 Symposium on Cloud Computing

      Volume: 1 Pages: 80-93

    • DOI

      10.1145/3127479.3132023

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPUvm: GPU Virtualization at the Hypervisor2016

    • Author(s)
      Yusuke Suzuki, Shinpei Kato, Hiroshi Yamada and Kenji Kono
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Computers

      Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1109/tc.2015.2506582

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Response to "Full Virtualization for GPUs Reconsidered"2017

    • Author(s)
      Suzuki Yusuke
    • Organizer
      The 14th Annual Workshop on Duplicating, Deconstructing and Debunking
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Talk about "GLoop: An Event-driven Runtime for Consolidating GPGPU Applications2017

    • Author(s)
      Suzuki Yusuke
    • Organizer
      The 29th Computer System Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Towards Multi-tenant GPGPU: Event-driven Programming Model for System-wide Scheduling on Shared GPUs2016

    • Author(s)
      Yusuke Suzuki, Hiroshi Yamada, Shinpei Kato and Kenji Kono
    • Organizer
      The 2016 Workshop on Multicore and Rack-scale Systems (MaRS '16)
    • Place of Presentation
      London (The United Kingdom)
    • Year and Date
      2016-04-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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