面向千核片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由器的研究.pdf

1、隨著高新技術(shù)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(lái)越重要的地位,千核芯片技術(shù)的發(fā)展?jié)M足了大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)處理的高要求。針對(duì)千核芯片核數(shù)多、需處理的數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),片上網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)千核互連通信是最佳方案。目前千核片上網(wǎng)絡(luò)還處于發(fā)展階段,如何設(shè)計(jì)高性能低功耗的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由算法、路由器,提高核間通信效率等是設(shè)計(jì)出高性能千核片上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性問(wèn)題。
　　本文首先總結(jié)了千核芯片、片上網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀,分析千核片上網(wǎng)絡(luò)研究的重要

2、意義,總結(jié)當(dāng)前千核片上網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀。然后總結(jié)了經(jīng)典片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和經(jīng)典路由器結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程特點(diǎn),分析經(jīng)典拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由器結(jié)構(gòu)在千核片上網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),同時(shí)從仿真角度出發(fā),總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)的千核片上網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)。接著結(jié)合千核片上網(wǎng)絡(luò)以及Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn),針對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中邊緣路由器存在端口空閑,網(wǎng)絡(luò)性能隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加而急劇下降等問(wèn)題設(shè)計(jì)出一種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fmesh。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持了Mesh結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則、布局簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),

3、同時(shí)充分利用邊緣路由器空閑端口增加長(zhǎng)鏈路,縮短網(wǎng)絡(luò)直徑,提高網(wǎng)絡(luò)性能。最后,針對(duì)3D片上網(wǎng)絡(luò)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(luò)性能仍有很大提升空間等問(wèn)題提出新的分層路由器,改善不同流向分組的處理過(guò)程,降低分組的時(shí)延,緩解網(wǎng)絡(luò)阻塞,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐性能,同時(shí)減小路由器面積。仿真結(jié)果顯示,本文提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)縮短網(wǎng)絡(luò)直徑,提高網(wǎng)絡(luò)性能,尤其在某些流量模型下,網(wǎng)絡(luò)性能提升較大;所提新路由