Xar-Trek：FPGA与异构指令集CPU间的运行时执行迁移
分布式、并行与集群计算
2021-10-29 v1
摘要
数据中心服务器日益异构化：从x86主机CPU，到NIC/SSD中的ARM或RISC-V CPU，再到FPGA。先前工作已表明，在运行时跨异构指令集CPU迁移应用执行可带来显著的性能与能耗收益，且程序员工作量相对较小。然而，FPGA在此背景下常被忽视：使用FPGA的硬件加速涉及静态实现选定的应用函数，这禁止了动态且透明的迁移。我们提出Xar-Trek，一种克服该限制的新编译器和运行时软件框架。Xar-Trek为多种CPU指令集编译应用，并为FPGA加速编译选定的应用函数，从而允许运行时在异构指令集CPU与FPGA之间迁移执行。Xar-Trek的运行时监控服务器工作负载，并基于调度策略将应用函数迁移至FPGA或异构指令集CPU。我们开发了一种利用应用工作负载画像进行调度决策的启发式策略。我们在配备x86-64服务器CPU、ARM64服务器CPU和Alveo加速卡的系统上的评估显示，相较无迁移基线有88%至1%的性能提升。
引用
@article{arxiv.2110.14751,
title = {Xar-Trek: Run-time Execution Migration among FPGAs and Heterogeneous-ISA CPUs},
author = {Edson Horta and Ho-Ren Chuang and Naarayanan Rao VSathish and Cesar Philippidis and Antonio Barbalace and Pierre Olivier and Binoy Ravindran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14751},
year = {2021}
}