一种面向应用的异构片上网络的构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机体系结构领域，具体涉及实现一种面向应用的异构片上网络的 构建系统。
【背景技术】
[0002] 异构网络作为一种相对灵活的片上网络结构，能够针对不同应用的特点设计网络 的特性，受到越来越广泛的应用。目前的异构片上网络通过设置两套固定的片上网络，分别 实现对两类应用的优化配置，在应用进入网络前决定要进入的网络，一旦确定不能更改。缺 点是网络的优化是参考具体应用的特性实现的，扩展性不强。另一方面，对判断应用属性的 参数的准确度依赖较高。随着多线程应用和大数据应用的不断普及，应用的多样性使两类 网络的划分思想非常有局限性。因为本发明提出对该方案的改进。
[0003] Buffered网络既传统的有缓存网络，程序运行稳定，但是功耗问题非常严重。而 Buffer是占用功耗的主要部件。Bufferless网络是在Buffered网络基础上提出的一种片 上网络，通过取消路由器中的Buffer，将数据包不存储，只转发，在网络负载较小的情况下 能明显降低功耗。但在网络负载过多时，Buffered的偏转率也将越高，性能降低明显。因 此，我们希望能将Bufferless和Buffered网络的优势结合起来，应用可以在Buffered和 Bufferless网络间进行切换。Bufferless负载降低功耗，Buffered网络用于保证性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是在于针对目前出现的多线程应用和大数据应用，且现有异构片 上网络设计中存在明显不足的情况下，提出一种面向应用的异构片上网络的构建系统， 并针对这种异构网络提出一种自适应的路由算法。使网络能够动态调整应用的传输网 络，适应性更强，且能够保证应用的运行质量，提高片上网络的可靠性和扩展性，同时通过 Bufferless网络降低系统功耗。
[0005] 本发明对现有程序驱动式的异构网络方法提出改进，将Bufferless网络整合入 异构网络，通过减少Buffer的使用，实现功耗的降低。并将Buffered路由器和Bufferless 路由器对应相连，从而保证Bufferless网络在运行大型负载应用时的性能。
[0006] 面向应用的异构片上网络的构建系统，其特征在于，在现有程序驱动式的双层异 构片上网络的基础上，将双层网络分别设置为有缓存网络和无缓存网络，并将Buffered路 由器和Bufferless路由器 相连；每个路由器分别增加一个输入端口和一个输出端口， 具体为：将n2个Bufferless路由器和n2个Buffered路由器分别连接为nXn的网络，每个 路由器连接一个计算单元PE，每个计算单元PE包括一个处理器P和L1级Cache，共2n2个 PE；
[0007] 将连接好的两个nXn网络中的两类路由器对应相连，相连的一个Buffered路由 器和Bufferless路由器称为一组B-BL，网络中共有n2组；
[0008] 一组B-BL中，Buffered路由器和Buffer1ess路由器分别连接两个PE:PEa和PEb， PEa不仅与Buffered路由器相连，而且与Bufferless连接，使一组B-BL中的两个路由器都 访问到PEa，同理，PEb不仅与Bufferless相连，PEb也与Buffered相连。这样一组B-BL 中的两个路由器都能够访问到PEa和PEb。
[0009] Buffered路由器新添加的输入端口BIport和输出端口BOport，与Bufferless 路由器新添加的输出端口BLOport和输入端口BLIport分别连接。
[0010] 若Bufferless网络中的flit需要在Buffered网络传输时，将BLOport分配 给该flit，BLOport连接Buffered网络中的BIport。Flit经过Buffered路由器和 Bufferless路由器间的链路到达Buffered网络中传输。同理，若Buffered网络中的flit 需要在Bufferless网络传输时，将BOport分配给该flit，BOport连接Bufferless网络 中的BLIport。
[0011] 本发明采用一种扩展的2D路由器结构实现异构网络层间连通。具体技术方案是， 在原有2D网络路由器的基础上，添加一个输入端口和输出端口，使Buffered路由器除与周 围四个Buffered路由器相连以外，还有一个输入端口BIport连接Bufferless路由器新 添加的输出端口BLOport，同时输出端口BOport连接Bufferless路由器新添加的输入端 口BLIport，进行数据交换。
[0012] 具体的实现方法如下：
[0013] 步骤1，内核向片上网络发送微片flit。
[0014] 请求包packet被划分为若干flit在片上网络进行传输，flit是最小的转发存储 单元。内核首先向LICache发出请求，L1失效时，将访问请求经过片上网络发送到L2Cache， 若L2命中，将所请求的数据返回，否则，经片上网络向Memory发出访问请求，查找到后返 回。
[0015] 步骤2,若Bufferless网络中的flit需要在Buffered网络传输时，将BLOport 分配给该flit，BLOport连接Buffered网络中的BIport。Flit经过Buffered路由器和 Bufferless路由器间的链路到达Buffered网络中传输。
[0016] 步骤3,同理，若Buffered网络中的flit需要在Bufferless网络传输时，将B0 port分配给该flit，BOport连接Bufferless网络中的BLIport。
[0017] 针对flit应何时在Buffered网络和Bufferless网络中传输的问题，本发明提出 一种基于程序属性及流量监测的自适应路由算法。其特征在于包含以下步骤：
[0018] 步骤1，路由器根据公式①计算内核在LICache访问中每一千条指令的失效数 MPKI，MPKI用来表征应用的固有网络属性。
[0019]
【主权项】
1. 面向应用的异构片上网络的构建系统，其特征在于，在现有程序驱动式的双层异构 片上网络的基础上，将双层网络分别设置为有缓存网络和无缓存网络，并将Buffered路由 器和Bufferless路由器 相连；每个路由器分别增加一个输入端口和一个输出端口，具 体为：将η2个Bufferless路由器和η 2个Buffered路由器分别连接为nXn的网络，每个 路由器连接一个计算单元ΡΕ，每个计算单元PE包括一个处理器P和Ll级Cache，共2η2个 PE ； 将连接好的两个nXn网络中的两类路由器对应相连，相连的一个Buffered路由器和 Bufferless路由器称为一组B-BL，网络中共有η2组； 一组B-BL中，Buffered路由器和Bufferless路由器分别连接两个PE :PEa和PEb，PEa 不仅与Buffered路由器相连，而且与Bufferless连接，使一组B-BL中的两个路由器都访 问到PEa，同理，PEb不仅与Bufferless相连，PEb也与Buffered相连；这样一组B-BL中的 两个路由器都能够访问到PEa和PEb ;Buffered路由器新添加的输入端口 BI port和输出 端口 BO port，与Bufferless路由器新添加的输出端口 BLO port和输入端口 BLI port分 别连接。
2. 应用权利要求1所述系统进行面向应用的异构片上网络的构建方法，其特征在于包 括以下步骤： 步骤1，路由器根据公式①计算内核在LI Cache访问中每一千条指令的失效数MPKI， MPKI用来表征应用的固有网络属性；
① 其