26085

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

كارشناسي ارشد

برق- سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

1400-1401

1400/8/30

دكتر هادي شهريار شاه حسيني

مهندسي برق

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.

1400/11/29

An adaptive thermal-aware routing algorithm in 3D Network-on-chip

11/21/2022 12:00:00 AM

One of the most important challenges in 3D networks on chip (NoC), is temperature that it can cause always and passing faults in network on chip. Also temperature in network on chip decrease lifetime and reliability. In 3D networks on chip, to connect layers together, used through silicon via. Implementation of TSVs is really expensive for companies which produce chips. Recently researchers have introduced 3D networks on chips with partially connected architecture in TSVs for solving this problem. in used architecture, vertical links has increases and only some of routers have elevator. In proposed routing algorithm with partially connected architecture, vertical links are decreasing and because of this, they should be scattered in network-on-chip’s surface to reduce congestion in network-on-chip and then proposed two level thermal-aware routing algorithm. The first level of routing algorithm related to the packets which their source and destination are in the same layer. This routing which is called intra layer routing, is done based on the temperature of the router’s neighbours and the coolest neighbor of routers will choose for next hop. The packets which want to move to another layers, which means their source and destination layer is different, at first they have to bring themselves to a router with elevator and be transferred to the destination layer with them, then move to the destination node with using of intra layer routing algorithm. In proposed routing algorithm, in order for routers with elevator announce their location to routers without elevator, they publish a numerical index which is fit with the temperature of themselves in 2d routers, and accessibility level of them decrease with rising temperature. Also to control temperature in network-on-chip, turning off and on the routers way is used. The results of simulation present that proposed routing algorithm decrease the delay to 55 percent than similar routing algorithm and also with uniform temperature distribution, prevents from creation of hotspots in network on chip.

شبكه برتراشه، , مسيريابي حرارتآگاه، , رهايي از بنبست، , قابليت اطمينان.

3D Network-on-chip , Partially connected NoC , Thermal-Aware routing algorithm,