發(fā)布時間：2023-04-09 18:56

　　當(dāng)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(luò)已經(jīng)成為一個研究熱點。片上互連網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)實現(xiàn)片上處理器核之間的互連與通信,其體系結(jié)構(gòu)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(luò)體系結(jié)構(gòu)有著帶寬低、延遲大、功耗高等局限性。光互連技術(shù)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CLNOC,并詳細(xì)介紹了CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本單元的特征以及構(gòu)建整個網(wǎng)絡(luò)的擴展方式。在與FT片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對比中,CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂懈〉挠布_銷,以及更小的光信號插入損耗。同時,我們設(shè)計了CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓怆娀旌象w系結(jié)構(gòu),以完成報文交換功能。本文針對CLNOC片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點,設(shè)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行對比,CLNOC片上光互連...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題研究意義
    1.3 課題研究內(nèi)容
        1.3.1 課題研究的基礎(chǔ)與目標(biāo)
        1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)研究現(xiàn)狀
    2.1 光互連基礎(chǔ)器件
        2.1.1 激光器
        2.1.2 微環(huán)諧振腔
        2.1.3 波導(dǎo)
        2.1.4 光探測器
        2.1.5 光調(diào)制器
    2.2 國內(nèi)外光互連技術(shù)研究現(xiàn)狀
        2.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        2.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    2.3 光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.3.1 光電混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 二維Torus結(jié)構(gòu)
        2.3.3 扁平蝴蝶形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.3.4 Data Vortex
    2.4 本章小結(jié)
第三章 新型片上光互連網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CLNOC
    3.1 常見結(jié)構(gòu)
        3.1.1 Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.1.2 胖樹（Fat-Tree）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    3.2 CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.2.1 CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 8 X 8 基本單元
        3.2.2 CLNOC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擴展
    3.3 性能分析
        3.3.1 硬件開銷
        3.3.2 插入損耗
    3.4 CLNOC光電混合互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
        3.4.1 光電混合網(wǎng)絡(luò)
        3.4.2 交換機制
    3.5 小結(jié)
第四章 路由算法與性能模擬分析
    4.1 路由算法
        4.1.1 單元內(nèi)路由
        4.1.2 單元間路由
        4.1.3 源代碼
    4.2 實驗環(huán)境與參數(shù)
    4.3 端到端時延
        4.3.1 正態(tài)型流量模型
        4.3.2 熱點型流量模型
        4.3.3 旋風(fēng)型流量模型
    4.4 吞吐率
        4.4.1 正態(tài)型流量模型
        4.4.2 熱點型流量模型
        4.4.3 旋風(fēng)型流量模型
    4.5 端到端時延—報文大小
    4.6 本章小結(jié)
第五章 光交換陣列與三維芯片初步設(shè)計
    5.1 光交換陣列基本概念
        5.1.1 微環(huán)諧振器與光波導(dǎo)
        5.1.2 2 x 2 光交換開關(guān)
        5.1.3 Crossbar光交換陣列
    5.2 新型 4×4 光交換陣列
    5.3 光交換陣列擴展
        5.3.1 一般擴展方式
        5.3.2 Crossbar光交換陣列擴展
        5.3.3 分簇式擴展
    5.4 光交換陣列性能分析
        5.4.1 硬件開銷
        5.4.2 光信號插入損耗
    5.5 三維芯片初步設(shè)計
        5.5.1 TSV
        5.5.2 Interposer
        5.5.3 初步設(shè)計
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 未來工作
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作



本文編號：3787558