基于虛擬機(jī)的GPU計(jì)算資源管理系統(tǒng).pdf

1、統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)讓圖形處理器(GPU)升級(jí)為通用圖形處理器,分擔(dān)原來(lái)需由中央處理器處理的通用計(jì)算任務(wù),并獲取相對(duì)中央處理器數(shù)倍甚至數(shù)十倍的加速比。與此同時(shí),隨著虛擬化技術(shù)日趨成熟,虛擬化技術(shù)和GPU計(jì)算的結(jié)合越來(lái)越受到高性能計(jì)算的青睞。但是目前沒(méi)有基于虛擬機(jī)的GPU計(jì)算管理系統(tǒng),或者在虛擬化環(huán)境下不能有效使用GPU的強(qiáng)勁計(jì)算能力,或者基于物理機(jī)的集群中資源不便有效管理、容易受到惡意用戶(hù)攻擊且崩潰后不能迅速恢復(fù)。
　　針對(duì)基于虛擬化技術(shù)

2、的GPU計(jì)算,基于虛擬機(jī)的GPU計(jì)算資源管理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)VMGPURMS)主要包含支持虛擬機(jī)中GPU計(jì)算,并采用CPU-GPU混合調(diào)度策略提高系統(tǒng)利用率。系統(tǒng)采用共享內(nèi)存方式實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)和特權(quán)域之間的數(shù)據(jù)通訊,減少數(shù)據(jù)通訊帶來(lái)的GPU計(jì)算性能的損耗;提出了CPU-GPU混合調(diào)度的策略:針對(duì)CPU資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于GPU資源的現(xiàn)狀,采用最少資源策略合理調(diào)度CPU和GPU作業(yè),減少資源無(wú)益占據(jù)GPU作業(yè)的等待時(shí)間;針對(duì)GPU作業(yè)運(yùn)行需要CPU協(xié)助的特

3、點(diǎn),提出了處理器資源預(yù)留策略,為GPU作業(yè)準(zhǔn)備好配套的處理器和GPU資源;針對(duì)CPU作業(yè)占據(jù)GPU節(jié)點(diǎn)處理器資源,提出了GPU作業(yè)搶占的策略,把CPU作業(yè)遷移到其他節(jié)點(diǎn)上釋放GPU資源給GPU作業(yè),既不影響CPU作業(yè)的運(yùn)行,也避免了GPU作業(yè)的等待。
　　基于虛擬機(jī)的GPU計(jì)算資源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在虛擬機(jī)層次上對(duì)處理器資源和GPU資源的協(xié)同管理和調(diào)度,有效結(jié)合利用虛擬機(jī)的良好特性和GPU的強(qiáng)勁計(jì)算能力。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試顯示,虛擬化環(huán)