基于微片状态模拟的片上网络能耗计算

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随着电子工艺的进步,多核技术在计算机各个方面的应用日益普及,片上网络作为多核系统的重要组成部分是决定其性能的因素之一,因此成为研究的重点。由于片上网络能耗的计算对于高性能低能耗片上网络系统的设计有指导意义,因此如何更准确的计算片上网络的能耗也成为研究的一个热点。   在目前片上网络常用的消息传输方式中,如虫蚀、虚通道等,消息都被分成了更适合网上传输的微片进行传输。本文通过分层的思想详细分析了微片从源结点到目的结点的传输过程,提出了一种通过模拟微片的片上网络传输状态计算其能耗的方法,与其它能耗计算方式相比,这种方法可以更细致的计算出微片在片上各个状态下产生能耗。   根据片上网络不同部分的逻辑功能不同以及微片在片上的不同状态对微片在片上的传输过程进行划分,微片被分成了路由器缓冲区读写、路由计算、通道或端口仲裁、路由器内部路由、互连线路传输以及由于网络阻塞或者仲裁引起的微片等待等几个状态。通过模拟微片的这几个状态,可以模拟出微片在片上的整个传输过程。根据微片在各个状态下是否会引起系统电位的变化将其状态划分为动作状态与等待状态。动作状态是指微片会引起系统电位变化的状态,与微片动作的次数相关;等待状态是指不会引起系统电位发生变化的状态,等待状态与微片等待时间的长短有关。   本文通过模拟微片的这两种状态分别计算了微片在这两种状态下的能耗以及微片在片上的总能耗,实验分析结果表明采用这种方式计算出的能耗要比其它方式更加接近于微片的实际能耗。文中对用户可能从体系结构层引起能耗变化的拓扑结构、虚拟通道、缓冲区的情况进行了模拟,并对计算结果的正确性进行了理论分析。
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