低功耗異構片上網路關鍵問題研究

《低功耗異構片上網路關鍵問題研究》是依託中山大學，由林小拉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：低功耗異構片上網路關鍵問題研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：林小拉
• 依託單位：中山大學

中文摘要

為了滿足日益增長的計算性能需求，通過集成更多核心形成眾核晶片處理器成為必然選擇。目前眾核晶片在雲計算、移動設備、高性能計算等領域得到廣泛套用。然而眾核晶片規模和計算性能的增長導致晶片功耗快速增長，成為眾核晶片發展的主要制約。本項目主要研究低功耗的高性能片上網路的一系列系統架構級的關鍵問題，研究課題包括研究低功耗異構多片上網路的整體設計；設計多片上網路各個子網路的低功耗路由協定和路由器；制定相關網路擁塞的的檢測策略和擁塞狀態信息的快速傳播和收集方法；建立低功耗多片上網路的網路模型、功率模型，和電源門控節能效果和網路性能綜合評估和選擇機制，探討套用不同類型的異構多片上網路以構建低功耗、高性能眾核通訊機制的新理論和新方法。

結題摘要

本項目主要研究低功耗的高性能片上網路通訊機制中一系列系統架構級的關鍵問題。我們按申請書的計畫開展了對低功耗多片上網路的關鍵問題的研究，取得一系列的研究成果。本項目設計的低功耗多片上網路(NoC)的各個子網路具有相同的拓撲結構但可具有相同或不同的路由協定。我們設計了以二維格線作為拓撲結構的三類子網路：無快取網路、低序網路和高序網路。 系統地設計各個子網路低功耗路由協定和路由器和流控制機制。設計了與傳統轉向路由方法不同的無快取網路路由方法，採用新優先權方法以適應於蟲洞路由交換，有效地避免活鎖，並設計採用電源門控技術的低序網路和高序網路的低功效路由器。高序網路路由器只有在無快取網路和低序網路出現擁塞時才喚醒啟動，採用自適應算法避免和減少擁塞，並採用我們提出的通訊通道壓力模型設計高效自適應路由協定和算法，能與線路開關技術的低頻寬網路無縫連線。 研究了低功耗片上網路相關的各子網路的擁塞避免、檢測標準和處理策略，設計了相應的低功耗、高性能路由器架構，具有快速收集和快速傳播擁塞狀態信息的能力。計了在路由器上加入電源門控和具預喚醒性能等路由器部件的新型體系結構和相應的路由器原型。 系統地研究了片上網路的網路模型、功率模型，和電源門控節能效果和網路性能綜合評估機制，從而驗證、評估所提出的方案和方法。 報告以上研究成果的論文已經分別發表在IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems，IEEE Transactions on Parallel and Distributed System，IEEE Transactions on Computers等本領域的國際頂級學術期刊上（見論文目錄）。