Mecanismos de baipás eficientes para redes en chip de baja latencia
- Autores: Iván Pérez Gallardo
- Directores de la Tesis: Ramón Beivide Palacio (dir. tes.), Enrique Vallejo Gutiérrez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Efficient bypass mechanisms for low latency networks on-chip
- Tribunal Calificador de la Tesis: Natalie Enright Jerger (presid.), María del Carmen Martínez Fernández (secret.), Sergi Abadal Cavallé (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología por la Universidad de Cantabria
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UCrea
- Resumen
- español
La importancia de las redes en-chip en los procesadores multi-núcleo es cada vez mayor. Los routers con baipás son una solución eficiente para reducir la latencia de estas redes. Existen dos tipos de redes con baipás: single-hop y multi-hop. Las redes con baipás single-hop minimizan la latencia individual de cada router al asignar los recursos del router con antelación a la recepción de los paquetes. Las redes con baipás multi-hop, conocidas como SMART, permiten que los paquetes atraviesen múltiples routers en un único ciclo.
La primera propuesta de esta tesis es Non-Empty Buffer Bypass (NEBB), un mecanismo que incrementa la utilización del baipás de tipo single-hop, eliminando la necesidad de usar canales virtuales.
Para redes con baipás multi-hop propone SMART++ y S-SMART++. SMART++ elimina la necesidad de SMART de usar una gran cantidad de canales virtuales para aprovechar el ancho de banda de la red, permitiendo el diseño de configuraciones de bajo coste. S-SMART++ hace uso de la asignación de recursos de forma especulativa para preparar el baipás de tipo multi-hop. Este mecanismo reduce la latencia y su dependencia con la longitud máxima de los saltos de tipo multi-hop, aspecto clave para su viabilidad en diseños reales.
La contribución final es un conjunto de herramientas de código abierto llamada Bypass Simulation Toolset (BST) compuesto por versiones extendidas de BookSim y OpenSMART, una API para integrar BookSim en otros simuladores y una serie de scripts para facilitar el diseño y evaluación de este tipo de redes.
- English
Networks on-Chip (NoCs) are becoming more important in many-core processors as the number of cores grows. Bypass routers are an efficient solution that skips pipeline stages. There are two types of bypass mechanisms: single-hop and multi-hop bypass. Single-hop bypass minimizes the router delay by skipping allocation stages in each hop. Multi-hop bypass, called SMART, minimizes the effective number of hops by traversing multiple routers in a single cycle. The first proposal of this dissertation is Non-Empty Buffer Bypass (NEBB) for single-hop bypass, which increases the bypass utilization without requiring VCs to match traditional bypass routers. It proposes SMART++ and S-SMART++ for multi-hop bypass. SMART++ removes the requirement of using multiple VCs of SMART to exploit the bandwidth of the network, enabling low-cost configurations. S-SMART++ relies on speculative allocation to set up multi-hop bypass paths. Thus, it reduces latency and its dependency with the maximum length of multi-hops, relaxing the requirements to integrate multi-hop bypass in real designs. The final contribution is an open-source set of tools to simulate bypass NoCs called Bypass Simulation Toolset (BST) conformed by extended versions of BookSim and OpenSMART, an API to integrate BookSim in other simulators, and scripts to simplify the designing and evaluation of such NoCs.
- español
