【摘 要】
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高性能互连网络的研究表明,高阶路由器可以显著缩短网络直径,减小网络构建成本,是当前高性能计算的研究热点之一.高阶路由器设计面临的主要挑战之一是队头阻塞,它使N×N交叉
【机 构】
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国防科学技术大学 计算机学院,长沙 410073
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高性能互连网络的研究表明,高阶路由器可以显著缩短网络直径,减小网络构建成本,是当前高性能计算的研究热点之一.高阶路由器设计面临的主要挑战之一是队头阻塞,它使N×N交叉开关的吞吐率限制在58％以下.本文提出了一种有效缓解队头阻塞的高阶路由器组织结构——OE-HAC.OE-HAC使用两种技术来减弱队头阻塞,一是采用非对称交叉开关的层次式交换结构(HAC),N×N交叉开关可以使用N/m个小型的m×N来实现,降低输入端口间发生冲突的概率,二是奇偶队列机制,高效地利用存储资源,降低输入端口内冲突的概率,从而获得很高的吞吐率.文中对异构交叉开关的有效吞吐率进行了理论分析和模拟验证,给出了OE-HAC交叉开关的逻辑结构和瓦片化微结构.模拟结果表明,OE-HAC基本消除了队头阻塞,在有限输入队列长度时吞吐率可以达到98.6％.与采用队列长度为16的HAC相比,吞吐率提高了7.9％,使用一半的缓冲区即可达到与HAC相近的性能.
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