Sammanfattning I detta dokument föreslår vi ett nytt online-chip-anslutningssystem som heter Y-arkitektur, som kan använda online-chip routing resurser mer effektivt än traditionella Manhattan samtrafik arkitektur genom att tillåta ledningar som dirigeras i tre riktningar (OD, 60D, och l2Oo). För att utvärdera effektiviteten i olika sammanlänkningsarkitekturer antar vi meshstrukturer med enhetlig efterfrågan på kommunikation och utvecklar ett multi-commodity flow (MCF) tillvägagångssätt för att modellera on-chip-kommunikationstrafiken. Vi utökar även den kombinatoriska MCF-algoritmen i [5] för att beräkna den optimala resurstilldelningen för olika sammanlänkningsarkitekturer. Experimenten visar att: ( I ) Jämfört med Manhattan arkitektur visar Y-arkitekturen en genomströmningsförbättring på 30,7 % för kvadratchips. Genomströmningen av Y-arkitekturen är endast 2,5 % mindre än X-arkitekturens. (2) Ett chip med formen av en konvex polygon producerar bättre genomströmning än ett rektangulärt chip: För Y-arkitektur, ett sexkantigt chip ger 41% mer genomströmning än ett fyrkantigt chip med hjälp av Manhattan arkitektur. För Manhattan arkitektur, ett diamantchip uppnår en genomströmning förbättring på 19,5%) över kvadrat chip med samma sammankoppling arkitektur. (3) Jämfört med Manhattanarkitekturen minskar Y-arkitekturen trådlängden på ett slumpmässigt fördelat tvåstiftsnät med 13,4% och den genomsnittliga trådlängden på Y-arkitekturen är bara 4,3% mer än X-arkitekturen. Med snabb teknikskalning blir sammanlänkningen en mycket värdefull resurs på ett chip. Traditionell Manhattan samtrafik arkitektur organiserar trådar på två ortogonala routing riktningar, 0" och 90" riktningar, för enkelheten i routing inbäddning och design regelkontroll. Men dess artificiella begränsning av routing riktningar lägger betydande trådlängd över Euclidean optimal och därmed minskar kommunikationskapaciteten för on-chip sammanlänkningar. Under det senaste årtiondet har många forskare undersökt möjligheten att använda icke-rectilinjära ledningar för att förbättra effektiviteten i online-chip-anslutningar. [4] De flesta av dessa arbete diskuterade hur man introducerar 45-graders korta joggingar för att förbättra routabilityen av chipet i det detaljerade routing skedet. Majoriteten av ledningarna på chippet är fortfarande dirigeras på antingen 0-graders eller 90-graders riktning. Nyligen, Mutrunoi et. Detta beslut träder i kraft dagen efter det att det har offentliggjorts i Europeiska unionens officiella tidning. [7] föreslog en ny sammankopplingsarkitektur på chip med namnet X-arkitekturen, som riktar sig till konstruktionerna med fem eller fler routinglager. 111 X-arkitekturen, ledningarna är organiserade i 0-grad, 45-gradig. 90-graders och 135-graders riktningar. De experimentella 840 resultaten visar att den uppnår en prestandaförbättring på 10 % och en effektminskning på 20 % jämfört med Manhattans arkitektur för en högpresterande design. Inom överskådlig framtid kommer mer än 12 routingskikt att finnas tillgängliga i den högpresterande kretskonstruktionen. [l] Det är både möjligt och önskvärt för oss att utforska de olika sätt att organisera on-chip routing resurser. Den oöverkomliga kostnaden för att faktiskt konstruera och tillverka ett chip med nya sammanlänkningsarketekturer gör det dock mycket svårt att genomföra och testa nya sammanlänkningsarkitekturer en efter en. Det är nödvändigt att utveckla en kvantitativ ram för att utvärdera effektiviteten hos olika sammanlänkningsarkitekturer. Från början av 1990-talet studerade forskare [2][6] trådlängdsminskningen genom att tillåta mer routingriktningar. De flesta av dessa verk koncentrerades på Steiners kostnad för ett enda signalnät. Konkurrensen om routingresurserna mellan olika nät ignoreras i dessa arbeten. Vi använder Multi-commodity flow (MCF) tillvägagångssätt för att modellera on-chip kommunikation traffk. Vi assimilerar en meshstruktur med enhetlig kommunikationsefterfrågan, och använder MCF-genomströmningen av mesh för att mäta kommunikationskapaciteten hos olika sammanlänkningsarkitekturer. Denna metod är oberoende med särskilda testfall och kan återspegla den exakta kommunikations flaskhalsen på chipet. Nyligen gjorda framsteg i MCF-algoritm [5] gör det möjligt för LLS att lösa MCF-problemet mycket effektivare. Vårt genomförande kan beräkna genomströmningen av mesh med upp till 289 noder med 12 timmars databehandling. Vi utökar även thls algoritm för att beräkna den optimala resurstilldelningen för olika sammanlänkningsarkitekturer. I detta papper föreslår vi användning av Y-arkitektur, w h c h har tre symmetriska routing riktningar (0-graders, 60-graders och 120-graders). Vi jämför arkitekturen med Manhattans arkitektur och X-arkitekturen. Baserat på våra experiment på throughputs och analytisk analys på trådlängd, har vi följande skäl att motivera användningen av Y-arkitektur : (1) Använda Y-arktektur kan få en throughput förbättring på 33,3% över den traditionella Manhattan arkitekturen på en squared mesh. Jämfört med X-arkitekturen, som har en mer routing riktning, ger Y-arkitekturen nästan samma (2,6% mindre) genomströmning på en squared mesh. ( 2 ) Y-arkitekturen uppnår i genomsnitt 13,4 '% trådlängd minskning över Manhattan arkitektur för en två-stifts anslutning. Den mer komplexa X-arkitekturen kan endast 0-7803-7659-5/03/$17.00 02003 IEEE.
Som en annan routing modell, Y-arkitektur baserad på 0, 60 och 120 grader riktningar föreslås REF.
The Y-architecture: yet another on-chip interconnect solution