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Neptune:一种通用网络处理器微结构模拟和性能仿真框架
1
作者
林涵越
吴婧雅
+2 位作者
卢文岩
钟浪辉
鄢贵海
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第5期1091-1107,共17页
网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,...
网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,但其架构多样,可分为单段式架构和多段式架构,现有模拟方法无法同时对二者性能进行模拟仿真.因此,提出一种通用网络处理器的结构模拟和性能仿真框架Neptune,采用多段式架构作为硬件抽象,使用事件链表、核间队列结构为数据通路和多段式架构模拟提供保障,同时满足单段式架构模拟需求.另外,借助同步图计算模式进行准确的并行模拟,并采用混合事件与时间驱动方法保障模拟高效性.实际测试中,Neptune以95%以上准确率支持2种架构的模拟,并以3.31MIPS的性能对网络处理器进行模拟,相较PFPSim取得1个数量级的性能提升.最后,展示了3个运用该框架进行网络处理器优化分析的应用案例.
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关键词
网络包处理
网络处理器
可编程数据面
专用处理器
模拟器
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职称材料
题名
Neptune:一种通用网络处理器微结构模拟和性能仿真框架
1
作者
林涵越
吴婧雅
卢文岩
钟浪辉
鄢贵海
机构
处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所)
中国科学院大学计算机科学与技术学院
上交所技术有限责任公司
出处
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第5期1091-1107,共17页
基金
国家自然科学基金项目(62002340,61872336,61572470)
中国科学院青促会基金项目(Y201923)。
文摘
网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,但其架构多样,可分为单段式架构和多段式架构,现有模拟方法无法同时对二者性能进行模拟仿真.因此,提出一种通用网络处理器的结构模拟和性能仿真框架Neptune,采用多段式架构作为硬件抽象,使用事件链表、核间队列结构为数据通路和多段式架构模拟提供保障,同时满足单段式架构模拟需求.另外,借助同步图计算模式进行准确的并行模拟,并采用混合事件与时间驱动方法保障模拟高效性.实际测试中,Neptune以95%以上准确率支持2种架构的模拟,并以3.31MIPS的性能对网络处理器进行模拟,相较PFPSim取得1个数量级的性能提升.最后,展示了3个运用该框架进行网络处理器优化分析的应用案例.
关键词
网络包处理
网络处理器
可编程数据面
专用处理器
模拟器
Keywords
network packet processing
network processor
programmable data plane
domain-specific processor
simulator
分类号
TP302 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Neptune:一种通用网络处理器微结构模拟和性能仿真框架
林涵越
吴婧雅
卢文岩
钟浪辉
鄢贵海
《计算机研究与发展》
北大核心
2025
0
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