THEMIS：面向 FPGA 多租户公平使用的兼顾时间、异构性与能耗的调度

使用正确的设计指标并理解底层技术的局限性，对于开发有效的调度算法至关重要。遗憾的是，现有的调度技术使用了错误的指标，并对多租户 FPGA 的公平调度做出了不切实际的假设，而在多租户 FPGA 中，每个租户旨在空间和时间上共享大致相同数量的资源。本文引入了一种用于多租户 FPGA 使用的增强型公平调度算法，解决了先前的指标和假设问题，并提出了三项具体的改进：首先，我们的方法通过同时考虑空间和时间方面来确保时空公平性，解决了先前工作假设任务延迟均匀的局限性。其次，我们通过调整调度间隔并计入能量开销，将能耗考量纳入公平性中，从而在能效与公平性之间取得平衡。第三，我们承认了 FPGA 多租户中被忽视的方面，包括异构区域以及对动态合并/拆分部分可重构区域的限制。我们开发并评估了包含这三项改进的增强型公平调度算法。受法律与正义化身希腊女神的启发，我们将我们的公平调度方案命名为 THEMIS：兼顾时间、异构性与能耗的调度。我们使用 Xilinx Zedboard XC7Z020 来量化我们方法的节省效果。与先前的算法相比，我们改进的调度算法将公平性提升了 24.2% 至 98.4%，并允许在 55.3 倍的能耗与 69.3 倍的公平性之间进行权衡。因此，本文向云服务提供商通报了未来关于公平性调度优化的相关挑战与机遇。