片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構和路由算法研究.pdf

1、當前，高性能計算機與高性能微處理器飛速發(fā)展，片上互連網(wǎng)絡已經成為一個研究熱點。片上互連網(wǎng)絡負責實現(xiàn)片上處理器核之間的互連與通信，其體系結構對高性能微處理器的整體性能有重要影響。傳統(tǒng)的電互連網(wǎng)絡體系結構有著帶寬低、延遲大、功耗高等局限性。光互連技術可以有效地避免高延遲、高功耗等問題，具有重要的研究意義。本文針對未來高性能微處理器的需求，提出了一種新型片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構CLNOC，并詳細介紹了CLNOC網(wǎng)絡拓撲結構基本單元的特征以及構建

2、整個網(wǎng)絡的擴展方式。在與FT片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構的對比中，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓撲具有更小的硬件開銷，以及更小的光信號插入損耗。同時，我們設計了CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓撲的光電混合體系結構，以完成報文交換功能。
　　本文針對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構的特點，設計了一種能充分利用跨級鏈路、適用于CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構的路由算法。我們通過OMNeT++平臺和PhoenixSim模擬器對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓

3、撲結構進行模擬分析，考察其在不同實驗條件與流量模型下的性能參數(shù)。與現(xiàn)有的Mesh片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構進行對比，CLNOC片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構的性能有所提升。提出了一種新型4X4光交換陣列，并分析了其路由過程。同時我們使用分簇式擴展方式對光交換陣列進行了結構擴展，以滿足高性能微處理器的需求。之后，我們就硬件開銷、光信號損耗兩個方面對Crossbar光交換陣列及新型光交換陣列進行了對比分析。結果表明，新型光交換陣列硬件開銷較少、光信號損