一种新型的虫孔气泡流控实现策略

• 作者: 张民选 肖灿文
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 虫孔气泡流控 多请求缓冲结构 非原子缓冲分配 虫孔切换 死锁避免
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 计算机系统结构与高性能计算
• 页码范围: 1858-1867
• 页数: 10页
• 分类号: TP302
• 字数: 7362字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11897/SP.J.1016.2016.01858

摘要

气泡流控是一种实现环内无死锁路由的高效方法．该方法在超级计算机 Bluegene／L 中得到了成功应用．然而气泡流控只适用于虚跨步（VCT）切换网络．目前，研究人员提出了一些方法把气泡流控策略应用到虫孔切换的片上网络中．然而这些虫孔气泡流控策略需要复杂的控制信息．文中提出了一种新型的设计方法实现高效、简洁的虫孔气泡流控．首先采用支持非原子缓冲分配的多请求缓冲结构（MRIBO）代替传统的 FIFO 缓冲结构存储报文．MRIBO 支持 Flit 在不同报文间乱序存储，缓冲区中的每一个 Flit 能够独立路由．在 MRIBO 存储方式下，作者设计了一种类似 VCT 网络的气泡流控，适用于虫孔网络的新型气泡流控策略．证明了在 MRIBO 方式下，新型流控策略可以保证单向环内的 Flit 总是可以流动，不会出现死锁，在单向环内实现了无死锁路由．基于斯坦福大学开发的 BookSim 模拟平台，作者测试了新型虫孔气泡流控策略的性能．通过修改源代码，在 BookSim 中实现了基于新型虫孔气泡的维序路由算法（WBFC）和完全适应性路由算法（Adapt-BF）．作者分别比较了这两种算法和传统的基于子午线（Dateline）的维序路由算法（DOR）以及完全适应性路由算法（Adapt-DL）在不同维度的 Torus 网络中的报文平均延迟．模拟结果显示：这种新型虫孔气泡流控策略的性能大大优于传统的虫孔切换．其中，8-ary 2-cube Torus网络性能测试中，在 uniform 通信模式下，Adapt-BF 算法的报文延迟相对 Adapt-DL 算法有近18％的减少．文章通过新型的缓冲组织结构打破了虫孔交换中报文传输的原子性，保证了 Flit 独立路由，所以就可以在虫孔网络中像VCT 网络中处理报文一样处理 Flit．在这种情况下，VCT 网络中基于局部信息的 Bubble 流控技术可以几乎不加修改地应用到虫孔网络中．因此，这种方法简化了虫孔气泡流控的实现．

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张民选	国防科学技术大学计算机学院	63	351	9.0	16.0
2	肖灿文	国防科学技术大学计算机学院	8	17	3.0	3.0