摘要

近几年来的GPU允许从快速外围设备（如NVMe SSD）进行点对点直接内存访问（P2P），以将CPU从它们之间的数据路径中排除，从而提高效率。不幸的是，使用p2p访问文件极具挑战性，因为低级别非标准接口的细微之处，绕过了OS文件I/O层，将可能会损害系统性能。开发人员必须熟悉低级接口，才能手动处理数据一致性和未对齐访问的细微差别。

我们提出了SPIN，它将p2p集成到标准OS文件I/O堆栈中，在适当的时候动态地激活p2p，对用户透明。它将P2P与页面缓存访问相结合，重新启用顺序读取的预读功能，同时保持标准POSIX FS一致性、跨GPU和SSD的可移植性以及与虚拟块设备（如软件RAID）的兼容性。

我们使用标准文件I/O基准、应用程序跟踪和端到端实验来评估NVIDIA和AMD GPU上的SPIN的效率。spin在广泛的工作负载范围内实现了显著的性能加速，超过了P2P吞吐量高达一个数量级。它还通过动态适应其依赖于输入的文件访问模式，将航空图像渲染应用程序的性能提高了2.6倍，使GPU加速日志服务器的吞吐量提高了3.3倍，并使高度优化的GPU加速图像的执行速度提高了29%。这其中只有30行代码被更改。

文献地址：https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3309987