基于虛擬機的GPU計算資源管理系統(tǒng).pdf

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

2、的GPU計算,基于虛擬機的GPU計算資源管理系統(tǒng)(簡稱VMGPURMS)主要包含支持虛擬機中GPU計算,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)存方式實現(xiàn)虛擬機和特權(quán)域之間的數(shù)據(jù)通訊,減少數(shù)據(jù)通訊帶來的GPU計算性能的損耗;提出了CPU-GPU混合調(diào)度的策略:針對CPU資源遠遠多于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),減少資源無益占據(jù)GPU作業(yè)的等待時間;針對GPU作業(yè)運行需要CPU協(xié)助的特

3、點,提出了處理器資源預(yù)留策略,為GPU作業(yè)準備好配套的處理器和GPU資源;針對CPU作業(yè)占據(jù)GPU節(jié)點處理器資源,提出了GPU作業(yè)搶占的策略,把CPU作業(yè)遷移到其他節(jié)點上釋放GPU資源給GPU作業(yè),既不影響CPU作業(yè)的運行,也避免了GPU作業(yè)的等待。
　　基于虛擬機的GPU計算資源管理系統(tǒng)實現(xiàn)了在虛擬機層次上對處理器資源和GPU資源的協(xié)同管理和調(diào)度,有效結(jié)合利用虛擬機的良好特性和GPU的強勁計算能力。通過對系統(tǒng)的測試顯示,虛擬化環(huán)