Edge computing enables smart IoT-based systems via concurrent and continuous execution of latency-sensitive machine learning (ML) applications. These edge-based machine learning systems are often battery-powered (i.e., energy-limited). They use heterogeneous resources with diverse computing performance (e.g., CPU, GPU, and/or FPGAs) to fulfill the latency constraints of ML applications. The challenge is to allocate user requests for different ML applications on the Heterogeneous Edge Computing Systems (HEC) with respect to both the energy and latency constraints of these systems. To this end, we study and analyze resource allocation solutions that can increase the on-time task completion rate while considering the energy constraint. Importantly, we investigate edge-friendly (lightweight) multi-objective mapping heuristics that do not become biased toward a particular application type to achieve the objectives; instead, the heuristics consider "fairness" across the concurrent ML applications in their mapping decisions. Performance evaluations demonstrate that the proposed heuristic outperforms widely-used heuristics in heterogeneous systems in terms of the latency and energy objectives, particularly, at low to moderate request arrival rates. We observed 8.9% improvement in on-time task completion rate and 12.6% in energy-saving without imposing any significant overhead on the edge system.


翻译:电磁计算能够通过同时和持续地执行对长期敏感的机器学习(ML)应用软件,使智能的IoT系统能够使用智能的IoT系统。这些边缘的机器学习系统往往是电池驱动的(即能源有限 ) 。 它们使用不同计算性能的多种资源(如CPU、GPU和/或FPGAs)来完成ML应用的延时限制。 挑战在于如何将用户对不同ML应用软件的申请分配给这些系统在能量和潜伏限制方面的应用。 为此,我们研究和分析资源分配办法,这些办法在考虑能源限制时,能够提高实时任务完成率。 重要的是,我们调查不偏向特定应用类型以达到目标的边缘(轻量度)多目标绘图;相反,超自然学在同时的ML应用决定中考虑“公平性”。 业绩评估表明,拟议的超常性超常性差表现了这些系统广泛使用的超常性能,特别是以低耗能率达标定的10 % 和低耗能达标值率为我们所观测到的低耗能达标时速率目标。

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