مديريت توان در شبكه بر تراشه سه بعدي نيمه متصل

كارشناسي ارشد

با پيشرفت فناوري و افزايش تعداد هسته¬هاي پردازشي روي تراشه، شبكه¬هاي بر تراشه به عنوان يك زيرساخت ارتباطي كارآمد و مقياس¬پذير براي برقراري ارتباط بين تعداد بالاي واحد پردازشي در سيستم-هاي چندپردازنده¬اي مدرن معرفي شدند. كاهش اندازه فناوري مصرف توان ايستا را به يكي از مسائل مهم در شبكه¬هاي بر تراشه تبديل كرده است. بخش قابل‌توجهي از اين توان صرف اجزاء پرمصرف بافر مي¬شود كه خيلي وقت¬ها بيكارند. اين مسئله در شبكه¬هاي سه¬بعدي نيمه متصل اهميت بسياري پيدا مي¬كند؛ چرا كه به دليل محدوديت در تعداد اتصالات عمودي و استفاده اشتراكي از آنها معمولا از بافرهاي زيادي استفاده مي¬شود تا شبكه دچار بن¬بست نشود كه اين توان مصرفي شبكه را به طور قابل ملاحظه¬اي بالا مي¬برد. لذا معمولاً از روش قطع تغذيه سيستم به صورت گسترده در شبكه¬هاي بر تراشه استفاده مي¬شود تا با حذف توان مصرفي اجزاء پرمصرف در زمان بيكاري، بتوان توان مصرفي شبكه را كاهش داد. بنابراين اعمال اين روش بر روي بافرها مي¬تواند تأثير خوبي در كاهش مصرف توان شبكه¬هاي سه¬بعدي نيمه متصل¬ بگذارد. اما بكارگيري آن نيازمند يك الگوريتم مسيريابي مناسب براي ايجاد شرايط لازم در اين شبكه¬ها است، زيرا به دليل استفاده اشتراكي از برخي منابع و نيز پراكندگي بار در شبكه نمي‌توان منابع را به ‌طور پيوسته خاموش كرد. در اين پروژه يك الگوريتم مسيريابي نيمه وفقي براي شبكه‌هاي بر تراشه سه‌بعدي نيمه متصل پيشنهاد مي¬شود كه با عبور بسته¬ها از مسيرهاي پرتردد، دوره بيكاري را در منابع كم¬كار بيشتر مي¬كند تا بتوان با بيشتر خاموش نگه داشتن آنها به روش قطع تغذيه سيستم كمك كرد تا بيشترين تاثير را بر كاهش توان شبكه بگذارد. همچنين براي جلوگيري از ايجاد ازدحام در اين مسيرها شرطي تعيين شده است كه مطابق با آن بسته تنها مجاز است از مسيرهايي عبور كند كه ظرفيت بافرهاي موجود در آن در يك رنج مشخص قرار داشته باشد. به اين ترتيب ابتدا بررسي مي¬كند كه از بين مسيرهاي شلوغ¬تر تا مقصد‌ ظرفيت كدام يك در حد تعيين شده قرار دارد؛ اگر در محدوده مجاز بود آن را انتخاب مي¬كند و به‌صورت XY يا YX به سمت آن مي¬رود. در غير اين صورت مسير ديگري را انتخاب مي¬كند تا از ازدحام جلوگيري كند. نتايج شبيه¬سازي نشان مي¬دهد كه مسيريابي پيشنهادي با افزايش دوره بيكاري در بافرهاي كم¬كار توانسته است بخش خوبي از توان مصرفي را ذخيره كند كه در مقايسه با روش¬هاي ديگر داراي 18% بهبود است. همچنين استفاده از اين روش تأخير ارسال بسته¬ها را تا 25% در ترافيك مصنوعي و 23% در ترافيك واقعي بهبود مي¬بخشد.

210907

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق- الكترونيك

دكتر هادي شهريار شاه حسيني