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JSSC 2011第5期Other45nm

A 2 Tbs 6 4 Mesh Network for a Single-Chip Cloud Computer With DVFS in 45 nm CMO

45nm CMOS工艺下单芯片云计算机的2Tb/s 6x4网格网络设计
45nm CMOS, 1.1V, 2GHz, 550mW
CMOS数字集成电路2D网格动态电压和频率缩放仲裁片上网络
创新点1:单周期包裹波前分配器(WWFA)通过优化仲裁逻辑和并行处理,实现单周期完成路由分配,将路由器传输延迟降低至2 ns,显著提升网络吞吐量至90%以上。
创新点2:虚拟通道(VC)流量控制技术通过动态分配缓冲区和优先级管理,有效减少网络拥塞,支持高带宽(2 Tb/s)和低延迟(4周期/跳)通信,提升整体系统效率。
创新点3:动态电压和频率缩放(DVFS)技术独立控制网络电源域,实现电压(0.7 V-1.25 V)和频率的动态调节,使能效比从1.3 Tb/s/W提升至7.2 Tb/s/W,大幅降低功耗。
创新点4:早期缓冲写入和路由预计算技术通过减少关键路径延迟,优化路由器微架构,支持2 GHz高频操作,同时仅占用芯片面积的5%和总功耗的10%。
Abstract
, Shasi Kumar, Vasantha Erraguntla , Member, IEEE, Yatin Hoskote, Senior Member, IEEE, Sriram Vangal , Member, IEEE, Gregory Ruhl , Member, IEEE, and Nitin Borkar Abstract—A packet-switched 6 4 2-D mesh network pro- viding 2 Tb/s of bisectional bandwidth with a per-hop latency of 4-cycles, forms the high performance communication fabric for a Single-Chip Cloud Computer (SCC) with 48 Pentium™ class IA-32 cores. The fabric operates on an independent power supply and frequency domain. The router m