面向千核片上網(wǎng)絡拓撲結(jié)構和路由器的研究.pdf

1、隨著高新技術的發(fā)展,高通量大數(shù)據(jù)處理在現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理中占有越來越重要的地位,千核芯片技術的發(fā)展?jié)M足了大數(shù)據(jù)時代對數(shù)據(jù)處理的高要求。針對千核芯片核數(shù)多、需處理的數(shù)據(jù)量大的特點,片上網(wǎng)絡互連架構是實現(xiàn)千核互連通信是最佳方案。目前千核片上網(wǎng)絡還處于發(fā)展階段,如何設計高性能低功耗的拓撲結(jié)構、路由算法、路由器,提高核間通信效率等是設計出高性能千核片上網(wǎng)絡的關鍵性問題。
　　本文首先總結(jié)了千核芯片、片上網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)狀,分析千核片上網(wǎng)絡研究的重要

2、意義,總結(jié)當前千核片上網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀。然后總結(jié)了經(jīng)典片上網(wǎng)絡拓撲結(jié)構特點和經(jīng)典路由器結(jié)構及其工作過程特點,分析經(jīng)典拓撲結(jié)構和路由器結(jié)構在千核片上網(wǎng)絡中的優(yōu)勢與劣勢,同時從仿真角度出發(fā),總結(jié)當前國內(nèi)外已開發(fā)的千核片上網(wǎng)絡仿真平臺。接著結(jié)合千核片上網(wǎng)絡以及Mesh拓撲結(jié)構的特點,針對拓撲結(jié)構中邊緣路由器存在端口空閑,網(wǎng)絡性能隨網(wǎng)絡規(guī)模的增加而急劇下降等問題設計出一種新的拓撲結(jié)構Fmesh。該拓撲結(jié)構保持了Mesh結(jié)構網(wǎng)絡規(guī)則、布局簡單等優(yōu)勢,

3、同時充分利用邊緣路由器空閑端口增加長鏈路,縮短網(wǎng)絡直徑,提高網(wǎng)絡性能。最后,針對3D片上網(wǎng)絡中層間TSV(through-silicon via,硅穿孔)利用率低,豎直方向通信效率低,網(wǎng)絡性能仍有很大提升空間等問題提出新的分層路由器,改善不同流向分組的處理過程,降低分組的時延,緩解網(wǎng)絡阻塞,提高網(wǎng)絡吞吐性能,同時減小路由器面積。仿真結(jié)果顯示,本文提出的拓撲結(jié)構縮短網(wǎng)絡直徑,提高網(wǎng)絡性能,尤其在某些流量模型下,網(wǎng)絡性能提升較大;所提新路由