众核处理器片上网络的层次化全局自适应路由机制

来源：计算机研究与发展杂志2016年第6期北京时间：

作者：张洋,王达,叶笑春,朱亚涛,范东睿,李宏亮,谢向辉,

摘要：Mesh和环拓扑结构以其实现简单、易于扩展的特点成为众核处理器片上网络应用最为广泛的拓扑结构.应用于Mesh结构中的健忘型路由算法在网络流量较大时影响片上网络的负载均衡，表现在降低吞吐量和增大数据包延迟.自适应算法中的本地自适应算法和区域自适应算法均存在不同程度的短视现象，不适合大规模的Mesh结构，而目前全局自适应算法又由于路由计算量大而速度缓慢.提出一种新的层次化全局自适应路由机制，包括一个全局拥塞信息传播网络Roof-Mesh和一个层次化全局自适应路由算法(globalhierarchicaladaptiveroutingalgorithm,GHARA).通过全局拥塞信息传播网络得到拥塞信息，GHARA采用全网分区逐级计算路由的方式，减少了全局路由的计算步骤，从而减少了平均数据包延迟、提升了饱和带宽.实验结果表明GHARA表现优于其他区域和全局自适应路由算法.在人工注入通信模式下，8×8Mesh平均饱和带宽比全局自适应算法GCA提高10.7%，16×16Mesh平均饱和带宽比全局自适应算法GCA提高14.7%.在运行真实测试程序集SPLASH-2模式下，数据包延迟最高比GCA提高40%，平均提升14%.

关键词：众核处理器, 片上网络, 负载均衡, 全局拥塞信息传播网络, 层次化全局自适应路由算法, Roof-Mesh,