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题名基三众核架构中基于同步哈密顿环的无死锁策略
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作者
李春峰
Karim Soliman
计卫星
石峰
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机构
北京理工大学计算机学院
北京师范大学人工智能学院
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出处
《计算机研究与发展》
北大核心
2025年第4期930-949,共20页
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基金
国家自然科学基金项目(60973010)。
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文摘
确保片上网络(network-on-chip,NoC)中的数据传输无死锁,是NoC为多处理器片上系统(multi-processor system-on-chip,MPSoC)提供可靠通信服务的前提,决定了NoC甚至MPSoC的可用性.现有的通用防死锁策略难以发挥出特定拓扑结构的自身特点和优势,甚至可能会增加网络延迟、功耗以及硬件复杂性.另外,由于路由级和协议级死锁存在显著差异,现有无死锁方案较难同时解决这2类死锁问题,影响了MPSoC的可靠性.利用基三众核架构(triplet-based many-core architecture,TriBA)中拓扑结构自身具有的哈密顿特性提出了基于同步哈密顿环的无死锁策略,该策略依据拓扑结构自身的对称轴和哈密顿边对数据传输进行分类,预防了协议级死锁并提高了数据传输速度;同时使用循环链表技术判断同一缓冲区内数据同步传输方向,消除了路由级死锁并降低了数据传输延迟.在优化前瞻路由算法基础上,设计了基于同步哈密顿环的无死锁路由机制HamSPR(Hamiltonian shortest path routing).GEM5仿真结果表明,与TriBA现有方法相比,HamSPR在合成流量下的平均数据包延迟和功耗分别降低了8.78%~65.40%和6.94%~34.15%,吞吐量提高了8.00%~59.17%;在PARSEC测试集下的应用运行时间和平均数据包延迟分别最高实现了16.51%和42.75%的降低.与2D-Mesh架构相比,TriBA在PARSEC测试集下的应用性能实现了1%~10%的提升.
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关键词
众核处理器
片上网络
基三众核架构
哈密顿特性
路由算法
死锁预防
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Keywords
many-core processors
network-on-chip
triplet-based many-core architecture
Hamiltonian characteristics
routing algorithm
deadlock prevention
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分类号
TP302
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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