Parallel architecture for the Scalejoin algorithm implementation on the Convey supercomputerParallel architecture for the Scalejoin algorithm implementation on the Convey supercomputerΠαράλληλη αρχιτεκτονική για υλοποίηση του αλγορίθμου ScaleJoin στον υπερυπολογιστή Convey Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2017-06-292017enStream join consists one of the most resource-intensive operators in stream processing. Due to this characteristic, a big interest has been created in building high throughput and low latency systems which will be able to process real-time, bursty and rate varying data streams. This thesis proposes an FPGA-based architecture which is based on one of the most efficient stream join algorithms, i.e ScaleJoin. The proposed architecture extends the first hardware-based architecture of the ScaleJoin algorithm. The first hardware implementation achieves high throughput and scalability but suffers from low resources utilization. In this thesis, we propose a novel architecture to achieve greater level of parallelism and exploit the available resources. Our system runs on Convey HC-2ex hybrid computer equipped with two six-core Intel Xeon E5-2640 processors running at 2.5 GHz and four Virtex 6 LX760 FPGAs. The experimental performance evaluation shows that our system totally outperforms the corresponding software-based solution and improves greatly the performance of the first hardware implementation.To stream join αποτελεί μία από τις πιο απαιτητικές διεργασίες όσον αφορά το stream processing. Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, έχει δημιουργηθεί μεγάλο ενδιαφέρον για τη δημιουργία συστημάτων υψηλής απόδοσης και χαμηλού χρόνου καθυστέρησης, τα οποία θα είναι σε θέση να επεξεργάζονται μεγάλο όγκο streaming δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία προτείνει μια αρχιτεκτονική σε FPGA, που βασίζεται σε έναν από τους πιο αποδοτικούς stream join αλγορίθμους, τον ScaleJoin, και επεκτείνει την πρώτη hardware υλοποίηση του. Η πρώτη hardware υλοποίηση πετυχαίνει υψηλή απόδοση και επεκτασιμότητα αλλά πάσχει απο χαμηλή χρήση των διαθέσιμων πορων. Σε αυτή τη διπλωματική προτείνουμε μία νέα αρχιτεκτονική, με σκοπό την επίτευξη μεγαλύτερου επιπέδου παραλληλίας και την αξιοποίηση, όσο το δυνατόν περισσότερο, των διαθέσιμων πόρων του συστήματος. Το σύστημά μας λειτουργεί στον υβριδικό υπολογιστή Convey HC-2ex ο οποίος είναι εφοδιασμένος με 2 εξαπύρηνους Intel Xeon E5-2640 και 4 FPGAs Virtex 6 LX760. Η αξιολόγηση της απόδοσης δείχνει ότι το σύστημα μας υπερτερεί τόσο της αντίστοιχης software υλοποίησης, όσο και της πρώτης hardware υλοποίησης του ScaleJoin αλγορίθμου.Διπλωματική Εργασία που υποβλήθηκε στη σχολή ΗΜΜΥ του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση των προϋποθέσεων περάτωσης σπουδών.http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνKarandeinos_Ektor_Dip_2017.pdfChania [Greece]Library of TUC2017-06-29application/pdf2.5 MBfree Karandeinos Ektor Καρανδεινος Εκτωρ Dollas Apostolos Δολλας Αποστολος Garofalakis Minos Γαροφαλακης Μινως Papaefstathiou Ioannis Παπαευσταθιου Ιωαννης Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete FPGA Reconfigurable logic ScaleJoin Stream join Stream join operator Stream processing