帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化研究.pdf

1、多核處理器中，各處理器間需要交換數(shù)據(jù)和控制信息，而核間通信已經(jīng)成為制約多核系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。片上網(wǎng)絡(luò)通過(guò)通信分布化的方式，有效地解決了多核系統(tǒng)的通信問(wèn)題，成為多核核間通信的研究熱點(diǎn)。但是隨著片上網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益增大，遠(yuǎn)距離通信性能低下，大大影響了片上網(wǎng)絡(luò)整體性能。高性能遠(yuǎn)距離通信的解決方法之一，是在核間通信上引入加速網(wǎng)絡(luò)。目前對(duì)于加速網(wǎng)絡(luò)的研究基本著眼于硬件實(shí)現(xiàn)，鮮有從體系結(jié)構(gòu)層面系統(tǒng)地分析如何進(jìn)行性能優(yōu)化。
　　本文首先分析了帶加速網(wǎng)

2、絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)，對(duì)其性能優(yōu)化進(jìn)行了建模，具體從拓?fù)洹⒙酚?、映射三個(gè)角度，研究了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)中加速節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和布局、路由算法和映射算法三個(gè)方面，分析了提高帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)性能的方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)提出了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化方案。本文比較了最小化最遠(yuǎn)通信距離、最小化平均通信距離和最小化各節(jié)點(diǎn)到加速節(jié)點(diǎn)距離之和三種通信優(yōu)化目標(biāo)下最優(yōu)布局的性能差異，選擇了最小化平均通信距離作為通信優(yōu)化的目標(biāo)

3、。通過(guò)分析不同加速節(jié)點(diǎn)數(shù)量下帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)性能，本文提出了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量和布局選擇方案，并給出了大規(guī)模片上網(wǎng)絡(luò)下的加速節(jié)點(diǎn)布局的求解方法。
　　(2)提出了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化方案。本文分析了僅電片上網(wǎng)絡(luò)路由、總是使用加速網(wǎng)絡(luò)的路由、優(yōu)先使用加速網(wǎng)絡(luò)的路由和優(yōu)先使用電片上網(wǎng)絡(luò)的路由四種路由策略，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比指出優(yōu)先使用電片上網(wǎng)絡(luò)的路由是其中較優(yōu)的路由策略，并提出了預(yù)留帶寬的電片上網(wǎng)絡(luò)路由來(lái)降低加速節(jié)點(diǎn)周

4、圍的鏈路負(fù)載。
　　(3)提出了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)映射優(yōu)化方案。本文分析了帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)映射與二維片上網(wǎng)絡(luò)映射的差異，指明了適合于帶加速網(wǎng)絡(luò)的片上網(wǎng)絡(luò)中的任務(wù)特點(diǎn)，并提出了優(yōu)化全局映射的MGA算法和優(yōu)化局部映射的ANCR算法。
　　本文對(duì)于8×8規(guī)模的片上網(wǎng)絡(luò)使用4個(gè)加速節(jié)點(diǎn)并按照最小化平均通信距離的方式布局，并采用優(yōu)先使用電片上網(wǎng)絡(luò)路由。通過(guò)對(duì)平均分布的通信模型的分析，預(yù)留帶寬的電片上網(wǎng)路由能降低12.5％的加速節(jié)