《千核級高性能、可容錯無緩衝片上網路關鍵技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由馮超超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：千核級高性能、可容錯無緩衝片上網路關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮超超
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
片上網路（NoC）的出現，有效解決了大規模多核處理器的全局通信問題，提升了多核片上通信的性能。但是，隨著集成度的不斷提高，功耗和面積的日益增加成為制約多核處理器片上互連發展的重要因素；並且，特徵尺寸的縮小、電源電壓的降低以及時鐘頻率的提升嚴重影響片上網路的可靠性。因此，研究高能效、低開銷、高可靠的無緩衝片上路由器對於千核級處理器片上互連的設計具有重要意義。 本項目圍繞無緩衝路由器微體系結構的性能最佳化和可靠性設計展開，提出面向千核級處理器片上互連的低延遲、可容錯無緩衝路由器體系結構。重點突破無緩衝路由器偏轉路由算法的理論分析、低延遲無緩衝路由器結構設計、能夠有效檢測、處理瞬態故障與永久故障的完整無緩衝路由器容錯體系結構以及基於偏轉路由的低延遲、可容錯無緩衝多播算法。研究成果將對國產多核眾核微處理器設計起到重要的基礎支撐作用。
結題摘要
片上網路（NoC）的出現，有效解決了大規模多核處理器的全局通信問題，提升了多核片上通信的性能。但是，隨著集成度的不斷提高，功耗和面積的日益增加成為制約多核處理器片上互連發展的重要因素；並且，特徵尺寸的縮小、電源電壓的降低以及時鐘頻率的提升嚴重影響片上網路的可靠性。無緩衝路由器為片上網路提供了一種低開銷的解決方案。現有的無緩衝路由器中串列化的交換分配器制約了其性能的提升，並且在無緩衝路由器中缺乏對可靠性設計的支持，難以在複雜環境下有效應對故障。 本課題圍繞無緩衝路由器的性能最佳化和可靠性設計展開研究，主要包括：（1）研究了低延遲無緩衝路由器體系結構，提出一種基於置換網路的單周期無緩衝路由器，有效縮短了關鍵路徑的邏輯級數，簡化了設計複雜度，提高了實現的時鐘頻率；（2）對基於偏轉路由的無緩衝路由器的性能進行了分析評估，給出了不同通信模式下無緩衝路由器排出連線埠數目的最佳選擇；（3）針對無緩衝路由器的可靠性設計，提出了一套完整的容錯體系結構，可以檢測並處理鏈路中出現的瞬態故障與永久故障，包括：基於分塊SECDED編碼的線上故障檢測機制和基於可配置雙向鏈路的容錯偏轉路由器；（4）研究了低延遲、可容錯無緩衝多播路由器體系結構，提出了固定區域劃分多播機制、自適應區域劃分多播機制和可容錯多播機制。 課題研究期間，發表學術論文12篇；培養博士研究生2人。課題緊密結合國產高性能通用微處理器研製任務，為千核級處理器提供高性能、高可靠、低開銷的片上互連技術，為國產超高性能處理器的研製奠定了堅實的理論與技術基礎。
