面向芯粒互连网络的故障与拥塞联合感知自适应路由算法

来源：电子与信息学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：周武, 倪天明, 徐冬雨, 徐晟, 罗乐, 陈付龙

单位：1.安徽师范大学计算机与信息学院 芜湖 2410032.安徽省车载显示集成系统工程研究中心 芜湖 2410003.安徽工程大学集成电路学院 芜湖 2410004.安徽工程大学计算机与信息学院 芜湖 241000

摘要：芯粒技术作为后摩尔时代提升计算性能与实现异构集成的关键途径，其内部互连网络的性能与可靠性直接影响系统整体效能。然而，芯粒互连网络面临链路故障频发与动态网络拥塞并发存在且相互耦合的严峻挑战，难以满足高性能和高可靠芯粒系统的需求。针对此问题，该文提出一种故障与拥塞联合感知自适应路由算法，通过实时感知链路故障状态与网络拥塞程度，创新性地构建了综合评估故障、拥塞及距离因素的联合代价函数，动态地选择最优路径。通过详细的仿真评估，与多种基准算法对比，结果表明：该算法能够显著降低平均包延迟，提高网络饱和吞吐率。尤其在高故障率和非均衡流量等恶劣条件下展现出优越的性能和鲁棒性。基于65 nm工艺的硬件综合与功耗分析显示，该算法体现了良好的性能和成本效益。研究表明，该算法为应对芯粒互连网络中故障与拥塞并发的关键挑战提供了一种有效且实用的解决方案。

关键词：芯粒, 互连网络, 自适应路由, 故障容错, 拥塞感知

基金资助：国家自然科学基金(62174001, 62311540021, 62102005)，安徽省车载显示集成系统工程研究中心开放课题(VDIS2023B01)