《大規模眾核處理器光互連網路關鍵技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由馮權友擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大規模眾核處理器光互連網路關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮權友
- 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
高性能眾核處理器是未來高性能計算的支撐技術。目前，眾核系統設計挑戰中，互連通信逐漸成為制約系統性能提升的瓶頸。新興的3D集成技術和矽基光子器件在晶片功能、集成密度和功耗方面有獨特優勢，為解決眾核系統互連瓶頸帶來新的機會。本課題以研究眾核系統互連瓶頸為出發點，探索眾核微處理器光互連網路的創新型系統結構，並利用網路演算理論對眾核互連網路進行建模與分析。本課題的研究內容跨越計算機系統結構、微電子學與光電子學，具有較強的創新性和很高的研究價值；同時，理論與實際結合緊密，將為眾核處理器互連瓶頸問題提供新的解決方案，對推動高性能處理器技術發展做出積極的貢獻。
結題摘要
高頻寬、低延遲、低功耗和強擴展性的互連網路對於釋放高性能眾核處理器核強大的並行計算能力、提高能效比有十分重要的意義。本課題利用新興的3D集成技術和矽基光子器件，提出一種面向大規模眾核處理器的光互連網路結構，用於解決眾核系統互連瓶頸。主要研究內容包括 （ 1）片上光路由器結構，設計無緩衝光路由機制；（2）眾核微處理器訪存光互連網路系統結構，研究光電混合雙層片上互連網路工作原理；（3）晶片級光交換網路的電控制網路，研究電控網路與光傳輸網路的互動原理；（4）光互連網路的建模，對光互連繫統進行數學建模。 本課題在光電混合互連網路系統結構、眾核處理器存儲層次模擬、互連繫統性能分析等方面取得重要進展。 研究成果“大規模眾核處理器光互連模擬器”可用於片外存儲器仿真評估，為選擇DDR4類存儲器還是新型HMC類存儲器產品提供決策依據，已直接用於一款眾核處理器片外存儲方案設計選型仿真，加快設計進程。研究成果“基於網路演算的互連分析方法”可用於對非線性互連繫統進行系統建模，選取最優互連結構參數，已經用於一款眾核處理器的評估。“基於網路演算的片上光電互連網路建模分析”已經出版在學術專著《網路演算》中。課題負責人在2016年中國高性能融合互連網路技術論壇上就“飛騰系列微處理器互連結構”做了專題報告，與學術界和工業界同仁進行交流。 課題成果中具有重要科學研究價值的成果通過撰寫學術論文的方式進行了總結和發表。原創技術通過撰寫發明專利的形式進行智慧財產權保護。課題主要研究結論已直接套用於兩款國產高性能眾核處理器的研製，為多款處理器的體系結構設計提供了重要的參考數據，部分結構直接在處理器原型驗證晶片中得到了實現和驗證，對提高國產處理器體系結構設計水平具有重要意義。
