片上網(wǎng)絡(luò)原理與設(shè)計(jì)

前言
第一部分　序言
第1章　緒論2
1.1　眾核處理器時(shí)代2
1.2　以通信為核心的跨層次優(yōu)化3
1.3　片上網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介5
1.3.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)6
1.3.2　路由算法7
1.3.3　流控機(jī)制8
1.3.4　路由器微結(jié)構(gòu)10
1.3.5　性能評(píng)價(jià)指標(biāo)13
1.4　片上網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀14
1.4.1　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究14
1.4.2　單播通信路由的研究15
1.4.3　聚合通信路由的研究16
1.4.4　流控機(jī)制的研究17
1.4.5　路由器微結(jié)構(gòu)的研究18
1.5　真實(shí)處理器的片上網(wǎng)絡(luò)19
1.5.1　MIT RAW處理器19
1.5.2　Tilera TILE64處理器21
1.5.3　Sony/Toshiba/IBM Cell處理器23
1.5.4　U. T. Austion TRIPS處理器24
1.5.5　Intel Teraflops處理器26
1.5.6　Intel SCC處理器27
1.5.7　Intel Larrabee處理器29
1.5.8　Intel Knights Corner處理器30
1.5.9　真實(shí)處理器片上網(wǎng)絡(luò)特性總結(jié)32
1.6　全書(shū)內(nèi)容概述34
1.7　參考文獻(xiàn)36
第二部分　邏輯層實(shí)現(xiàn)
第2章　單周期翼通道路由器結(jié)構(gòu)48
2.1　引言48
2.2　翼通道路由器體系結(jié)構(gòu)50
2.2.1　翼通道單周期路由器總體結(jié)構(gòu)50
2.2.2　翼通道工作原理55
2.3　路由器微體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)58
2.3.1　通道分配部件58
2.3.2　快速仲裁部件60
2.3.3　SIG管理單元和SIG控制單元61
2.4　實(shí)驗(yàn)評(píng)估62
2.4.1　模擬環(huán)境62
2.4.2　流水線延遲分析63
2.4.3　延遲與吞吐率64
2.4.4　面積與功耗67
2.5　本章小結(jié)68
2.6　參考文獻(xiàn)69
第3章　動(dòng)態(tài)虛通道路由器71
3.1　引言71
3.2　擁塞感知的動(dòng)態(tài)虛通道結(jié)構(gòu)72
3.2.1　動(dòng)態(tài)虛通道72
3.2.2　擁塞緩解策略74
3.3　擁塞感知的多端口共享緩沖結(jié)構(gòu)75
3.3.1　多端口共享緩沖的動(dòng)態(tài)虛通道75
3.3.2　擁塞緩解策略78
3.4　DVC路由器微結(jié)構(gòu)78
3.4.1　虛通道控制部件79
3.4.2　擁塞緩解電路81
3.4.3　虛通道仲裁部件與開(kāi)關(guān)仲裁部件82
3.5　HiBB路由器微結(jié)構(gòu)84
3.5.1　虛通道控制部件85
3.5.2　虛通道仲裁部件與輸出端口仲裁部件86
3.5.3　虛通道調(diào)整結(jié)構(gòu)88
3.6　實(shí)驗(yàn)評(píng)估89
3.6.1　DVC路由器評(píng)估89
3.6.2　HiBB路由器評(píng)估92
3.7　本章小結(jié)95
3.8　參考文獻(xiàn)96
第4章　虛擬總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)98
4.1　引言98
4.2　相關(guān)研究99
4.3　研究動(dòng)機(jī)100
4.3.1　基本片上通信網(wǎng)絡(luò)100
4.3.2　片上網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題分析101
4.3.3　基于事務(wù)的總線通信優(yōu)勢(shì)103
4.4　虛擬總線片上網(wǎng)絡(luò)103
4.4.1　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)103
4.4.2　虛擬總線機(jī)制105
4.4.3　餓死與死鎖避免111
4.4.4　VBON路由器結(jié)構(gòu)111
4.5　實(shí)驗(yàn)評(píng)估112
4.5.1　模擬框架113
4.5.2　合成流量評(píng)估115
4.5.3　真實(shí)應(yīng)用評(píng)估118
4.5.4　功耗分析119
4.5.5　開(kāi)銷分析119
4.6　本章小結(jié)120
4.7　參考文獻(xiàn)120
第三部分　網(wǎng)絡(luò)層路由和流控設(shè)計(jì)
第5章　區(qū)域隔離路由算法124
5.1　引言124
5.2　相關(guān)研究126
5.3　研究動(dòng)機(jī)127
5.3.1　局部自適應(yīng)算法的局限性128
5.3.2　應(yīng)用程序內(nèi)部的干擾129
5.3.3　應(yīng)用程序之間的干擾130
5.4　區(qū)域隔離路由算法131
5.4.1　擁塞信息傳播網(wǎng)絡(luò)132
5.4.2　DBAR路由器微結(jié)構(gòu)134
5.4.3　路由函數(shù)設(shè)計(jì)136
5.5　實(shí)驗(yàn)評(píng)估139
5.5.1　路由函數(shù)評(píng)估140
5.5.2　單區(qū)域性能142
5.5.3　多區(qū)域性能145
5.5.4　集中型網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)性能148
5.6　硬件開(kāi)銷討論151
5.6.1　連線資源151
5.6.2　路由器開(kāi)銷151
5.6.3　功耗和能量延遲積151
5.7　進(jìn)一步討論152
5.7.1　擁塞信息傳播網(wǎng)絡(luò)帶寬152
5.7.2　DBAR的可擴(kuò)展性153
5.7.3　擁塞信息傳播延遲153
5.8　本章小結(jié)153
5.9　參考文獻(xiàn)153
第6章　完全自適應(yīng)路由算法的流控機(jī)制158
6.1　引言158
6.2　相關(guān)研究161
6.2.1　死鎖避免理論161
6.2.2　完全自適應(yīng)路由算法設(shè)計(jì)162
6.3　研究動(dòng)機(jī)162
6.3.1　虛通道分配策略162
6.3.2　路由靈活性163
6.4　流控和路由設(shè)計(jì)165
6.4.1　全報(bào)文發(fā)送165
6.4.2　逃逸虛通道的積極分配策略168
6.4.3　完全自適應(yīng)路由算法171
6.4.4　路由器微結(jié)構(gòu)171
6.5　合成流量模式評(píng)測(cè)173
6.5.1　合成流量模式結(jié)果174
6.5.2　路由算法的緩存利用率176
6.5.3　敏感性分析178
6.6　真實(shí)應(yīng)用程序評(píng)測(cè)181
6.6.1　實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)配置182
6.6.2　PARSEC測(cè)試集結(jié)果182
6.7　流控機(jī)制的詳細(xì)分析183
6.7.1　緩存利用率的詳細(xì)分析183
6.7.2　流控機(jī)制的公平性分析187
6.8　進(jìn)一步討論189
6.8.1　報(bào)文長(zhǎng)度和虛通道深度189
6.8.2　DAMQ和混合流控機(jī)制190
6.9　本章小結(jié)190
6.10　參考文獻(xiàn)190
第7章　切片氣泡流控機(jī)制195
7.1引言195
7.2傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限197
7.2.1dateline197
7.2.2本地氣泡策略198
7.2.3關(guān)鍵氣泡策略198
7.2.4處理變長(zhǎng)報(bào)文的低效性199
7.3切片氣泡流控機(jī)制及策略200
7.3.1理論描述200
7.3.2本地切片氣泡策略202
7.3.3關(guān)鍵切片氣泡策略202
7.3.4餓死現(xiàn)象203
7.4路由器流水線和微結(jié)構(gòu)205
7.4.1FBFC路由器205
7.4.2VCT路由器206
7.5實(shí)驗(yàn)方法207
7.6一維Torus網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)測(cè)208
7.6.1性能208
7.6.2緩存利用率210
7.6.3短報(bào)文和長(zhǎng)報(bào)文的傳輸延遲211
7.7二維Torus網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)測(cè)212
7.7.14×4 Torus網(wǎng)絡(luò)性能212
7.7.2單切片報(bào)文比例敏感性分析214
7.7.3緩存數(shù)