Thèse soutenue

Infrastructure portable pour un système hétérogène reconfigurable dans un environnement de cloud-FPGA

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Auteur / Autrice : Arief Wicaksana
Direction : Frédéric RousseauArif Sasongko
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Nano electronique et nano technologies
Date : Soutenance le 02/10/2018
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Techniques de l’informatique et de la microélectronique pour l’architecture des systèmes intégrés (Grenoble, Isère, France ; 1994-....)
Jury : Président / Présidente : Christophe Jego
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Muller, Alain Fonkoua
Rapporteurs / Rapporteuses : Loïc Lagadec, Kenneth Kent

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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La haute performance ainsi que la basse consommation d’énergie offertes par lesField-Programmable Gate Arrays (FPGAs) contribuent à leur popularité en tant queaccélérateurs matériels. Cet argument a été soutenu par les intégrations récentes des FPGAs dans des systèmes cloud et centre de données. Toutefois, le potentiel d’une architecture reconfigurable peut être encore optimisé en traitant les FPGAs comme une ressource virtualisée et en les offrant une capacité de multitâche. La solution pour interrompre une tâche sur FPGAs à pour objectif d’effectuer un changement de contexte matériel (hardware context switch) a été un sujet de recherche depuis des nombreuses années. Les travaux précédents ont principalement proposé une stratégie pour extraire le contexte d’une tâche en cours de son exécution d’un FPGA pour offrir la possibilité de sa reprise plus tard. Cependant, la communication tout au long du processus n’a pas reçu autant d’attention.Dans cette thèse, nous étudions la gestion de communication d’une tâche matérielle durant son changement de contexte. Cette gestion de communicationest nécessaire pour garantir la cohérence de la communication d’une tâche dans un système reconfigurable avec la capacité de changement de contexte. Autrement, un changement de contexte matériel est seulement autorisé sous des contraintes restrictifs; il est possible après que les flux de communication soient fini et que toutes les données d’entrées/de sorties sont déjà consommées. De plus, certaines techniques demandent l’homogénéité au sein de la plate-forme pour qu’un changement de contexte matériel puisse se réaliser.Nous présentons içi un mécanisme qui conserve la cohérence de communication durant un changement de contexte matériel dans une architecture reconfigurable. Les données de communication sont gérées avec le contexte de tâche pour assurer leur intégrité. La gestion du contexte et les données de communication suivent un protocole spécifique pour des architectures hétérogènes reconfigurables. Ce protocole permet donc un changement de contexte matériel pendant que la tâche a encore des flux de communication. À partir des expérimentations, nous découvrons que le surcoût de la gestion de communication devient négligeable car notre mécanisme fournit une grande réactivité nécessaire pour l’allocation de tâche de façon préemptive - outre que sa consistance de communication. Enfin, les applications de solution proposée sont présentées dans un prototypage de tâche migration et dans un système utilisant un hyperviseur.