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Nimblock：通过虚拟化实现细粒度FPGA共享的调度

作者:

梅克纳曼达瓦和

戴明陈作者信息和声明

FPGA’23：2023 ACM/SIGDA现场可编程门阵列国际研讨会论文集

2023年2月

第页49

https://doi.org/10.1145/3543622.3573164

出版:2023年2月12日出版历史

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摘要

随着FPGA成为无处不在的计算平台，现有的研究侧重于启用虚拟化功能以促进细粒度FPGA共享。我们采用了一种覆盖架构，通过将FPGA划分为独立的可重新配置插槽，使任意、独立的用户逻辑能够共享单个FPGA的部分。然后，我们通过引入Nimblock来探索有效地对虚拟化FPGA进行时间和空间复用的调度可能性。Nimblock调度算法平衡了应用程序优先级和性能下降，以提高响应时间并减少违反截止时间的情况。与其他算法不同，Nimblock将抢占和流水线作为调度参数进行研究，以动态更改资源分配，并自动分配资源，以便在不需要额外用户输入的情况下为应用程序启用适当的并行性。我们通过在Xilinx ZCU106 FPGA上实现整个系统来证明系统的可行性。我们评估了我们的算法，并通过测量板上运行的具有不同实时约束和优先级的实际工作负载的结果来验证其有效性。在我们的探索中，我们将我们的新Nimblock算法与无共享和无虚拟化的基线算法以及其他三种支持共享和虚拟化的算法进行了比较。与基线算法相比，我们的平均响应时间降低了5倍，与支持虚拟化环境中共享的竞争性调度算法相比，平均响应时间提高了2.1倍。此外，我们还证明，与其他高性能算法相比，违反截止日期的次数减少了49%，尾部响应时间减少了2.6倍。

索引术语

Nimblock：通过虚拟化实现细粒度FPGA共享的调度
1. 硬件
  1. 集成电路
    1. 可重构逻辑和FPGA
      1. 可编程互连
      2. 可重构逻辑应用程序

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信息和贡献者

问询处

发布于

FPGA’23：2023 ACM/SIGDA现场可编程门阵列国际研讨会论文集

2023年2月

283页

国际标准图书编号：9781450394178

内政部：10.1145/3543622

总主席：
保罗·伊恩
EPFL，瑞士
,
项目主席：
Zhiru Zhang（张志如）
美国康奈尔大学

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赞助商

SIGDA:ACM设计自动化特别兴趣小组

出版商

计算机协会

美国纽约州纽约市

出版历史

出版：2023年2月12日

检查更新

作者标记

限定符

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资金来源

AMD/锡林克斯卓越中心
IBM-Illinois探索加速研究所

会议

FPGA’23

赞助商：

西格达

FPGA’23：2023 ACM/SIGDA现场可编程门阵列国际研讨会

2023年2月12日至14日

加利福尼亚州，蒙特雷，美国

接受率

627份提交文件的总体接受率为125，20%

索引术语

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