دانلود ترجمه مقاله یک سیستم انرژی کارآمد در یک پلت فرم تراشه قابل برنامه ریزی برای کاربردهای ابر

1. مقدمه 2. مطالعات مربوطه 3. تحلیل عملکرد دو معماری قابل پیکربندی مجدد 4. جزئیات طراحی دسته های قابل پیکربندی مجدد مبتنی بر SOPC برای موارد کاربردی ابری 5. مطالعات موردی 6. نتایج آزمایشی و بحث و بررسی 7. نتیجه گیری

چکیده – ارائه دهندگان سنتی خدمات ابری، مراکز بزرگ داده را با تعداد بسیار زیادی از کامپیوترهای عادی به هم وصل می کنند تا بتوانند تقاضای در حال افزایش برای عملکرد بهتر را پاسخ دهند. با این وجود پتانسیل رو به رشد این مراکز داده ای به واسطه مصرف متناظر انرژی آن ها و هم چنین مسائل حرارتی محدود می شود. کارآمدی از نظر انرژی در زمینه ساختن مراکز رایانش ابری با مقیاس بزرگ، به یک مساله کلیدی تبدیل شده است. برای حل این مسئله، یک پلت فرم مستقل مبتنی بر SOPC (سیستم بر روی یک تراشه برنامه پذیر) برای کاربردهای ابری پیشنهاد می کنیم. ما انرژی کارآمد برای پلت فرم های رایانش ابری را با 2 تکنیک بهبود می بخشیم: تکنیک اول این که یک پشته سخت افزاری TCP/IP بهینه سازی شده با جلسات انبوه را با استفاده از معماری پایپ لاین ماکرو پیشنهاد می کنیم. این تکنیک قابلیت تسریع سخت افزار را در اجرای پایپ لاین آف لود کردن بسته های شبکه و هم چنین پردازش داده های سطح کاربرد ارائه می کند. این تکنیک می تواند با حفظ عملکرد حداکثر به انرژی کار آمد نیز برسد. تکنیک دوم این است که یک استراتژی برنامه ریزی پویای آنلاین را پیشنهاد می کنیم. این تکنیک می تواند گره های FPGA را بر اساس تغییر بار کاری، مجددا پیکربندی یا خاموش کند تا بتوان مصرف انرژی زمان اجرا را در سیستم های دسته قابل پیکربندی مجدد مستقل مبتنی بر SOPC کاهش داد. دو مطالعه موردی که شامل کاربرد وب سرور و یک برنامه دسته بندی ECG مبتنی بر ابر (الکتروکاردیوگرام) است، به منظور اعتبار سنجی اثربخشی این پلت فرم پیشنهادی توسعه داده شده است. نتایج ارزیابی نشان می دهند که پلت فرم رایانش ابری مبتنی بر SOPC می تواند در زمینه کارآمدی انرژی به نسبت سیستم های ابری تجاری، 418 برابر پیشرفت داشته باشد.

Traditional cloud service providers build large data-centers with a huge number of connected commodity computers to meet the ever-growing demand on performance. However, the growth potential of these data-centers is limited by their corresponding energy consumption and thermal issues. Energy efficiency becomes a key issue of building large-scale cloud computing centers. To solve this issue, we propose a standalone SOPC (System on a Programmable Chip) based platform for cloud applications. We improve the energy efficiency for cloud computing platforms with two techniques. First, we propose a massive-sessions optimized TCP/IP hardware stack using a macro-pipeline architecture. It enables the hardware acceleration of pipelining execution of network packet offloading and application level data processing. This achieves higher energy efficiency while maintaining peak performance. Second, we propose a online dynamic scheduling strategy. It can reconfigure or shut down FPGA nodes according to workload variance to reduce the runtime energy consumption in a standalone SOPC based reconfigurable cluster system. Two case studies including a webserver application and a cloud based ECG (electrocardiogram) classification application are developed to validate the effectiveness of the proposed platform. Evaluation results show that our SOPC based cloud computing platform can achieve up to 418X improvement in terms of energy efficiency over commercial cloud systems.