روشی کارا برای پیاده سازی موازی الگوریتم دسته بندی بسته درخت سلسله مراتبی بر روی واحد پردازش گرافیکی

چکیده: دسته­بندی بسته­ها، پردازشی اساسی در پردازنده­های شبکه­ای است. در این فرآیند، بسته­ها­ی ورودی از طریق تطبیق با مجموعه­ای از فیلترها به جریان­های مشخص طبقه­بندی می­شوند. پیاده سازی های نرم افزاری الگوریتم­های دسته­بندی با وجود هزینه کم تر و توسعه پذیری بیش تر نسبت به پیاده سازی­های سخت افزاری، سرعت پایین تری دارند. در این مقاله، از قابلیت پردازش موازی پردازنده های گرافیکی برای تسریع الگوریتم درخت سلسله مراتبی دسته­بندی بسته­ها، استفاده نموده و سناریوهای متفاوتی را بر اساس معماری حافظه های سراسری و اشتراکی آن ها پیشنهاد می­نماییم. نتایج پیاده سازی این سناریوها، ضمن تأیید پیچیدگی­های زمانی و حافظه­ای محاسبه­شده، نشان می­دهد کارایی ­سناریوهایی که مجموعه فیلتر را به صورت زیردرخت­هایی کوچک تر یا مساوی حافظه اشتراکی تقسیم و به آن کپی می­کنند کم تر از سناریویی است که کل ساختار داده را در حافظه سراسری نگه می­دارد. کارایی این سناریوها، با کاهش تعداد زیردرخت­ها و فیلترهای تکراری افزایش می­یابد علاوه بر این، سناریویی که بتواند درخت سلسله مراتبی و مجموعه فیلترهای متناظر را، بدون افراز در حافظه اشتراکی جای دهد برترین سناریو است. نتایج آزمـایش نـشان می­دهد که نرخ گذرداد حاصله در این سناریو نسبت به روش­های موجود بر روی یک gpu یکسان تا 1/2 برابر بهبود می­­یابد.