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汎目的計算のための GPU の仮想化と信頼性向上

研究課題

研究課題/領域番号 15J09761
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ソフトウェア
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

鈴木 勇介  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードGPU / Virtualization / Multi-tenancy / GPGPU
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

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

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yusuke、Yamada Hiroshi、Kato Shinpei、Kono Kenji
    • 雑誌名

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

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GLoop: an event-driven runtime for consolidating GPGPU applications2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yusuke、Yamada Hiroshi、Kato Shinpei、Kono Kenji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 Symposium on Cloud Computing

      巻: 1 ページ: 80-93

    • DOI

      10.1145/3127479.3132023

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPUvm: GPU Virtualization at the Hypervisor2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suzuki, Shinpei Kato, Hiroshi Yamada and Kenji Kono
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tc.2015.2506582

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Response to "Full Virtualization for GPUs Reconsidered"2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yusuke
    • 学会等名
      The 14th Annual Workshop on Duplicating, Deconstructing and Debunking
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Talk about "GLoop: An Event-driven Runtime for Consolidating GPGPU Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yusuke
    • 学会等名
      The 29th Computer System Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Towards Multi-tenant GPGPU: Event-driven Programming Model for System-wide Scheduling on Shared GPUs2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Suzuki, Hiroshi Yamada, Shinpei Kato and Kenji Kono
    • 学会等名
      The 2016 Workshop on Multicore and Rack-scale Systems (MaRS '16)
    • 発表場所
      London (The United Kingdom)
    • 年月日
      2016-04-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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