الگوريتم مسيريابي تطبيقي مبتني بر گرما در شبكه بر تراشههاي سه بعدي

كارشناسي ارشد

يكي از چالشهاي اصلي در شبكه بر تراشه هاي سهبعدي، حرارت ميباشد كه ميتواند باعث نقصهاي دائمي و گذرا در شبكه بر تراشه شود. همچنين حرارت در سطح شبكه بر تراشه باعث پايين آمدن طول عمر و عدم قابليت اطمينان ميشود. در شبكه بر تراشههاي سهبعدي، براي متصل كردن لايهها به يكديگر از كانالهاي درون سيليكون استفاده ميشود. ساخت كانالهاي درون سيليكون براي شركتهاي سازنده تراشه، بسيار پرهزينه است و سربار سختافزار به آنها تحميل ميكند. براي حل كردن اين چالش، اخيرا محققان شبكه بر تراشههاي سهبعدي با معماري جزئي متصل در پيوندهاي عمودي را ارئه كردهاند. در معماري استفاده شده پيوندهاي عمودي مسيريابها )آسانسورها( كاهش يافته و فقط بعضي از مسيريابها داراي آسانسور هستند. در طرح پيشنهادي از شبكه بر تراشه سهبعدي با معماري جزئي متصل پيوندهاي عمودي استفاده شده است و با توجه به كاهش محسوس تعداد آسانسورها، آنها به صورت متوازن در سطح شبكه بر تراشه پراكنده شدهاند تا ازدحام در سطح شبكه بر تراشه كاهش بيابد، سپس مسيريابي با آگاهي از حرارت در دو سطح انجام ميشود. سطح اول مسيريابي مربوط به بستههايي است كه گره منب و گره مقصد آنها در يك لايه قرار دارد. اين مسيريابي كه مسيريابي درونلايهاي نيز نام دارد بر اساس دماي همسايههاي مسيرياب جاري انجام خواهد شد و خنكترين مسيرياب همسايه براي گام بعدي مسيريابي انتخاب خواهد شد. سطح دوم مسيريابي مربوط به بستههايي ميشود كه قصد عزيمت به يك لايهي ديگر را دارند، يعني لايهي مبدا و لايهي مقصد آنها متفاوت است، اين بستهها ابتدا بايد خود را به يك مسيرياب داراي آسانسور برسانند و توسط آسانسورها به لايهي مقصد منتقل بشوند، سپس با استفاده از الگوريتم مسيريابي درونلايهاي به گره مقصد برسند. در طرح پيشنهادي براي اينكه مسيريابهاي داراي آسانسور جايگاه خود را به مسيريابهاي بدون آسانسور اعلام كنند، يك شاخص عددي را از خود منتشر ميكنند كه اين شاخص متناسب با دماي مسيريابهاي مجهز به آسانسور است و سطح دسترسپذيري آن با بالا رفتن دما كاهش مييابد. همچنين از روش روشن/خاموش كردن مسيريابهاي داغ براي كنترل دما در سطح شبكه بر تراشه استفاده شده است. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه طرح پيشنهادي تاخير را تا 99 درصد نسبت به طرحهاي مشابه كاهش ميدهد و همچنين با توزي يكنواخت گرما، از به وجود آمدن نقاط داغ در شبكه بر تراشه جلوگيري ميكند.

210068

دانشگاه علم و صنعت ايران

برق- سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

دكتر هادي شهريار شاه حسيني