دانلود مقاله ترجمه شده تطبیق دانه ریز پهنای باند با استفاده از کانال های دوطرفه در شبکه های روی تراشه

شبکه های روی تراشه (NoC) به عنوان بسترهایی کارآمد و مقیاس پذیر در معماری های چندهسته ای عمل می‌کنند. امروزه پنهای باند NoCها در کاربرد معمول آنها، بیش از اندازه ارائه می‌شوند. به طور میانگین کمتر از 5% کانال ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از منابع بزرگ پهنای باند، کم نگه داشتن تاخیر در طول بازه هایی است که تقاضای ارتباطی در آنها به حداکثر می‌رسد. افزایش بهره میانگین کانال از طریق کانال های بازیکتر می‌توان کارآیی NoC را از نظر فضا و توان بهبود دهد. با این وجود این امر در معماری های NoC کنونی کارآیی کلی سیستم را کاهش می‌دهد. براساس تحلیل مفصل رفتار پویای بار کاری واقعی، یک معماری NoC جدید طراحی می‌کنیم که با تغییرات تقاضا تطبیق یابد. معماری ما بدون اینکه تاثیری منفی در تاخیر شبکه داشته باشد، از کانال های دانه ریز و دوطرفه مطابق با پهنای باند استفاده می‌کند. با اجرای معیارهای PARSEC در یک شبیه ساز سیستم کامل با چرخه دقیق، نشان می‌دهیم که تطبیق پهنای باند دانه ریز می‌تواد در مقایسه با شبکه مبنا، در حداکثر 75% منابع کانال صرفه جویی کرده و به 92% کارآیی کلی برسد. اگرچه شبکه ما تنها از 50% منابع کانال شبکه مبنا استفاده می‌کند، در طراحی این شبکه، کارآیی به هیچ عنوان کاهش نمی یابد.

برای پاسخ به تقاضای ارتباطی برنامه های چندهسته ای آینده، معماری ها از شبکه های روی تراشه استفاده می‌کنند تا بستری مقیاس پذیر با پهنای باند بالا و تاخیر پایین فراهم نماید. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که معماری NoC نیست که در یک اندازه در همه کاربردها عملی باشد [12]. اگرچه بارهای کاری چندپردازنده های تراشه (CMP) ذاتا پویا عمل می‌کنند، تحقیقات کمی انجام شده اند که در طراحی شبکه ای برای تطبیق یا پاسخ به آن تمرکز داشته باشند. برای نمونه اگرچه ممکن است در کل اجرای یک برنامه پهنای باند شبکه تقاضاهای مختلفی داشته باشد، بنیان ارتباطی طراحی ثابت و سختی دارد.

تحقیقات قبلی [12] بر تغییرات درون برنامه تمرکز داشته و شبکه ای پیشنهاد می‌دهند که می‌تواند در زمان بندی دانه درشتی خود را تطبیق دهد. علاوه بر تغییرات دانه درشت تقاضای ارتباطی، تغییرات زیادی درون برنامه نیز مشاهده می‌شود. برنامه ها و الگوهای ترافیک ثابت نبوده و در طول اجرا به شدت تغییر می‌کنند. پیاده سازی NoC که بتواند برای یک سناریوی ترافیک، کارآیی ارتباطی برتری فراهم کند، ممکن است در نقطه ای دیگر از اجرا، از آن بسیار کم استفاده شود.

بمنظور استفاده کارآمد از منابع سخت افزاری و بهبود کارآیی کلی سیستم، NoC باید به طور پویا با تغییرات الگوهای ترافیک تطبیق یابند. اگرچه در کل نرخ میانگین تزریق برای NoC کم است، بمنظور اجتناب از ایجاد تنگنا در طول بازه ها و حجم های زیاد ارتباطی، NoCهای اخیر با هدف پاسخ به حداکثر بارهای ترافیک طراحی می‌شوند. منابع پهنای باند چنین NoCهایی در زمان طراحی ایستا فراهم شده که تنها دانش محدودی پیرامون نیازهای کاربردی آنها وجود دارد. این تحقیق این امکان را بررسی می‌کند که بتوان یک بنیان ارتباطی پویا و تطبیق پذیر را  با درنظر گرفتن یک حالت میانه و بدون از دست دادن کارآیی در ازای حجم های بالای ترافیک طراحی کرد.