片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由算法研究.pdf

1、當(dāng)前，高性能計(jì)算機(jī)與高性能微處理器飛速發(fā)展，片上互連網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。片上互連網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)片上處理器核之間的互連與通信，其體系結(jié)構(gòu)對高性能微處理器的整體性能有重要影響。傳統(tǒng)的電互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有著帶寬低、延遲大、功耗高等局限性。光互連技術(shù)可以有效地避免高延遲、高功耗等問題，具有重要的研究意義。本文針對未來高性能微處理器的需求，提出了一種新型片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CLNOC，并詳細(xì)介紹了CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本單元的特征以及構(gòu)建

2、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展方式。在與FT片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對比中，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂懈〉挠布_銷，以及更小的光信號插入損耗。同時(shí)，我們設(shè)計(jì)了CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓怆娀旌象w系結(jié)構(gòu)，以完成報(bào)文交換功能。
　　本文針對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種能充分利用跨級鏈路、適用于CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的路由算法。我們通過OMNeT++平臺和PhoenixSim模擬器對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓

3、撲結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，考察其在不同實(shí)驗(yàn)條件與流量模型下的性能參數(shù)。與現(xiàn)有的Mesh片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的性能有所提升。提出了一種新型4X4光交換陣列，并分析了其路由過程。同時(shí)我們使用分簇式擴(kuò)展方式對光交換陣列進(jìn)行了結(jié)構(gòu)擴(kuò)展，以滿足高性能微處理器的需求。之后，我們就硬件開銷、光信號損耗兩個(gè)方面對Crossbar光交換陣列及新型光交換陣列進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，新型光交換陣列硬件開銷較少、光信號損