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LINUX Cluster Project

MPSoC Exploration


Institution

  • Name: Lehrstuhl für Integrierte Systeme
  • Address: Arcisstraße 21, 80333 München
  • Project Proposal Date: 2020-01-17 16:30:21

Abstract:

Eine weitere Ergänzung ist unten angefügt und der erste Teil des Projekts zur Untersuchung von Networks on Chip wurde entfernt, da die Untersuchungen hierzu abgeschlossen wurden. (Deshalb auch Anpassung der Stundenzahl und Hinzufügung von Akshay Srivatsa als weiteren Nutzer). Während Netzwerkfunktionen wie Firewalls, Instrusion Detection Systeme und VPN Gateways in der Vergangenheit primär mit spezialisierten Hardwaregeräten ausgeführt wurden, wird zur Steigerung der Kosteneffizienz in Rechenzentren und Telekomunikationsnetzwerken aktuell immer mehr auf eine softwarebasierte Ausführung auf "Standard" Serverkomponenten gesetzt (Network Function Virtualization). Ähnlich wie bei der Virtualisierung von Applikationen im Bereich Cloud Computing können Prozessierungsressourcen so flexibel den Netzwerkfunktionen zugeordnet werden. Bedingt durch kurzfristige Schwankungen in der Netzwerklast und dem heterogenen Ressourcenbedarf verschiedener Netzwerkfunktionen kommt es allerdings zu Lastspitzen im Micro- und Millisekunden Zeitbereich, die eine effiziente Bereitstellung und Ausnutzung von Prozessierungsressourcen einschränkt. Um Quality-of-Service Einbußen abfangen zu können werden Prozessierungsressourcen aus diesem Grund üblicherweise überdimensioniert. In diesem Projekt untersuchen wir neue hardwaregestützte Mechanismen, die eine effizientere Auslastung von Prozessierungsressourcen und somit Kosteneinsparungen (Anschaffung Hardware, Energie, Kühlung, ...) ermöglichen. Konkret erlauben wir es Netzwerkknoten Pakete an Nachbarserver weiterzuleiten, wenn die lokal verfügbaren Prozessierungsresourcen erschöpft sind und somit eine hohe Bearbeitungslatenz zu erwarten ist. Unsere Arbeit ist durch die Beobachtung begründet, dass es mit einer steigenden Anzahl von Netzwerkknoten zunehmend unwahrscheinlicher wird, dass Lastspitzen zeitgleich an mehreren Geräten auftreten. Durch das Abfangen der Lastspitzen in Nachbarservern kann die Menge der bereitgestellten Prozessierungsressourcen reduziert werden. Ergänzung am 17.1.2020: In modern manycore systems, caches are used to bridge the performance gap between the processor and memory. But due to size limitations, caches need to decide which data is to be retained and which to be evicted. Well known cache replacement policies such as LRU, LFU, etc. are used to aid such decisions. However, a single replacement policy may not be able to cover a variety of application access patterns. Therefore, we envision a hybrid cache replacement policy as a potential solution. To evaluate our idea, we use the Sniper multi-core simulation platform. Sniper is a parallel simulator which benefits from an increase in processing and memory resources. This characteristic makes Sniper a good candidate to be executed on the LRZ Linux Cluster.