片上网状网络成大规模并行处理器首选架构

2012-04-22 16:22:30来源: 21IC 关键字:上网  网状网络  网络  成大

   麻省理工学院(MIT)的研究人员指出,今天我们都在使用片上总线和环状拓朴,但它们所带来的麻烦可能要比它们能贡献的价值还要多,这也推动了片上网状网络(on-chip mesh network)成为大规模并行处理器的首选架构。

“未来的多核处理器将不得不通过把资讯转化成封包的方法,像连网电脑一样地进行沟通。每一颗核心都会有自己的路由器,它们会透过数个路径中的任何一个发送封包,而路径的选择则取决于网络的整体情况。简言之,环状架构要比总线架构要好得多,但效能却又比不上网状网络。环状网络无法扩展到超过16个节点,”麻省理工学院的电机工程暨电脑科学副教授Li-Shiuan Peh说。

一个芯片上的网状网络“可以在所有核心上建构网格,因此,在所有节点之间便会产生许多可能的路径,”Peh说。“而随着你不断扩充核心数量,延迟还会更低。另一方面,由于有更多可能的跨核心传输路径,因此频宽也将会大幅提升。”

英特尔几年前便曾经在实验性的80核心TeraFLOPS处理器上采用芯片上网状网络和整合的路由器,不过,一直到最近,英特尔才在8核心XeonE5-2600上使用了环状网络架构,而这是迄今该公司在量产芯片中采用的最先进片上网络 (on-chip network)架构。然而,将目光拉回环状拓朴,Peh表示,这种架构不过是暂时性的方案罢了,Peh声称他最新的研究显示,在开发16核心什至更高端处理器时,像英特尔、IBM、ARM、飞思卡尔、三星等多核处理器制造商,都不得不开始采用芯片上网状网络架构和整合式路由器。

今天,几乎所有的多核处理器都使用传统总线架构,这种架构必须在核心上布建总线,以便与其他核和存储器连接,但Peh表示,这种总线架构将在四核处理器终结,部份芯片制造商已经往双总线架构转移,而英特尔的Xeon E5-2600也开始采用环状网络拓朴。而在16核和未来更先进的处理器中,所有的制造商都将开始采用片上网际网络(Internet-on-a-chip)拓朴架构。

Peh将在今年六月的Design Automation Conference中展示他与MIT教授Anantha Chandrakasan和博士生Sunghyun Park合作进行的研究成果。他们展示的芯片显示了使用仅300mV电压波动时,采用片上网际网络拓朴进行封包交换的能源消耗少于38%。

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编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2012/0422/article_2917.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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