高效的片上网络体系结构：核内路由

发布时间：2020-12-11 01:34

　　近年来随着生产工艺的不断改进,单芯片多处理器（Chip Multi-Processor,CMP）成为了提升计算机性能的主要途径。核心数量的不断增多,核间通信量的不断增大,使得越来越多的研究者从片上网络（Network on Chip,NOC）出发研究核间通讯。目前NOC上的研究大部分集中在对路由器各个部件的性能优化方面,这些研究都是以路由器位于处理核心外部为基础,未能充分利用NOC各处理核心所具有的存储、带宽等资源。本文通过对路由器内部存储的研究,针对处理器核具有一定的片内存储、丰富的片内线宽资源的特点,将路由器集成到处理核心内部。这样可通过对缓冲区的加速、对数据包传输过程的优化,形成高效节能的核内路由。本文首先分析了片上网络与现实中的宏网络（Macro Network）的差异性,然后对路由器的内部缓存进行了分类和研究,提出了一种将片上网络路由器集成到处理器核心内部,以提升片上网络性能的解决方案。同时本文实现了片上网络核内路由器设计,将该路由器集成到每一个单独的核中,并利用处理核心片内存储,以及路由在核内执行的特点,对缓冲区的使用与数据包的传输提出了四种优化策略（发送Buffer优化策... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

核内路由详细结构

本地处理器图4.2路由器Buffer的分类图4.2中展示了一个路由器中的Buffer是如何被利用的，该体系不依赖于网络的拓扑结构，同时不依赖于路由器的位置，比如在核内或是核外。当一个处理核心要与其它核心通信时，首先会在本地 LICache构建将要通讯的原始数据，然后原始数据经过网络接口封装成适合网络传输的数据包，在虫洞路由中是单个的Flit以及逻辑概念上的Packat(见图3.2)。最后数据包通过 InjectionPort进入本地路由器中参与网络传输，这个过程也被称为网络注入。相反，网络退出是指数据包一到达目的结点的本地路由，并经过 EjectionPort进入网络接口，进行解包然后将原始数据存入本地 LICache的过程。这两个过程在图中分别用粗箭头和带虚线的箭头表示。为了研究这两种Buffer在数据传输中所起的不同作用

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本文编号：2909657