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GATES: Cost-aware Dynamic Workflow Scheduling via Graph Attention Networks and Evolution Strategy

Created by
  • Haebom

作者

Ya Shen, Gang Chen, Hui Ma, Mengjie Zhang

概要

本稿では、クラウドコンピューティング環境で動的に到着するワークフロータスクを効率的にスケジュールするコスト認識動的ワークフロースケジューリング(CADWS)の問題について説明します。 DAG(Directed Acyclic Graph)で表されるタスクを適切な仮想マシン(VM)にスケジュールする効果的なスケジューリングポリシーを設計することが重要な課題です。従来の深層強化学習(DRL)ベースの方法の性能は、問題特化ポリシーネットワーク設計、ハイパーパラメータ、補償フィードバック設計に大きく依存する限界を有する。本論文では、グラフアテンションネットワーク(Graph Attention Networks)ベースのポリシーネットワークと進化戦略(Evolution Strategy)を組み合わせた新しいDRL方法であるGATESを提案する。 GATESはDAG内のタスク間の位相関係を学習し、現在のタスクスケジューリングが後続のタスクに与える影響を捉え、各VMの重要性を評価して動的に変化するVMリソースに適応し、進化戦略の堅牢性とナビゲーション能力、遅延補償に対する耐性を活用して安定したポリシー学習を達成します。実験の結果、GATESは既存の最先端のアルゴリズムを上回る優れた性能を示しました。ソースコードはGithubで公開されています。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
DAGの位相関係を考慮して、より効率的なワークフロースケジューリングが可能であることを示しています。
動的に変化するVMリソースに適応的に対応するスケジューリング戦略を提示
進化戦略を活用してDRLの安定性とパフォーマンスを向上させます。
従来の最先端アルゴリズムに比べて優れた性能を実験的に検証。
Limitations:
提案されたGATESアルゴリズムの実際のクラウド環境におけるスケーラビリティと一般化のパフォーマンスに関するさらなる研究が必要です。
特定の種類のワークフローまたはVMリソース環境に偏りがある可能性。
進化戦略の計算コストが比較的高くなる可能性がある。
さまざまなサイズと複雑さを持つワークフローの一般化パフォーマンス評価がさらに必要です。
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