TCP／IPスタックにおけるチェックサム計算のGPUオフロードによる性能向上手法

摘要

Ethernet Jumbo Frameの登場により、特にデータセンタなどの閉じたネットワーク環境において送受信されるフレームサイズが増大している。フレームサイズの増大に伴い、TCP／IPスタックにおけるチェックサム計算に要するCPU負荷が増大する。本報告では、大きな帯域幅のメモリをもつGraphics Processing Unit（GPU）にチェックサム計算をオフロードすることにより、CPU負荷を削減し、データ転送スループットを向上させる手法を提案する。具体的には、CPU-GPU間のパケット転送効率を向上させるためのパケットキューイング手法、及び、GPU上で複数のパケットを同時処理するためのGPUマルチプロセッサを用いたパケット分散処理手法の2つを提案する。ユーザランドで動作するチェックサム計算の簡易実装により性能を評価し、チェックサム計算のGPUオフロードによって、データ転送性能が最大で13％向上することを示す。