摘要：在千万亿次规模的系统中,互连网络设计面临新的挑战.高性能节点和大规模是构建千万亿次系统的主要技术趋势,不断提高的节点计算能力要求互连网络提供更高的性能,而不断增大的规模又对互连网络扩展性提出了更高的要求.此外,随着系统规模的增大,集合通信的执行时间也在不断增长,制约了应用的扩展性,集合通信的性能需要得到进一步优化.除性能之外,可靠性问题也随着系统规模的扩大而日益严重.而随着计算节点性能的不断提高,互连网络逐渐成为限制大规模计算机系统性能的瓶颈.互连网络核心部件交换芯片可提供的聚合网络带宽受到工艺和封装技术的限制.从网络结构与交换机结构的协同设计思想出发,提出了一种在交换机聚合带宽限定的条件下多轨分割网络结构和设计方法.通过数学建模和网络模拟仿真,分析了该多轨分割网络的性能边界.评测结果表明:该网络可将短消息(长度小于128B)的平均延迟性能提高10倍以上,为以短消息占多数的数据中心网络的性能优化提供了新思路.

摘要：为进一步提升网络性能,在处理器内集成网络设备逐渐成为趋势,但随着片上处理器数目以及高维度系统域网络对片间互连端口数目需求的不断增加,传统的集成集中式Router的结构(如IBM Blue Gene/Q)将面临可扩展性、片上流量均衡及片间接入公平性等问题。基于此,提出了片上网络和片间系统域网络协同设计方法,以分布式的虚拟Router架构替代传统集中式的Router架构,一方面通过将片间网络接口分布在片上网络,为处理器核提供均衡、公平的网络服务,另一方面省去了集中式Router中的交叉开关,进而消除了片间交换的扩展性限制,降低了CPU集成片间网络设备的成本。从协同路由、协同网络接口布局和协同参数设置三个方面对该协同设计方法进行了系统性的探索,并通过对TMesh网络架构进行实例研究,给出了虚拟Router架构的性能和可行性分析。