Estudio de exploración sobre la aplicación de la tecnología fotónica en NoCs

Autores UPV
Año
CONGRESO Estudio de exploración sobre la aplicación de la tecnología fotónica en NoCs

Abstract

Debido a las altas escalas de integración disponibles actualmente en la fabricación de microprocesadores, es posible implementar cientos de núcleos de procesamiento dentro del mismo chip. Para reducir la contención en el acceso a memoria principal, estos procesadores manycore incluyen varios controladores de memoria accesibles desde cualquier núcleo. En este contexto, la red de interconexión que comunica los diferentes núcleos con los controladores de memoria incrementa significativamente la latencia de memoria por dos razones principales. Por un lado, la latencia de un acceso a memoria principal depende de la distancia (es decir, del número de saltos) que el acceso recorre desde el núcleo de ejecución hasta el controlador correspondiente. Por otro, dependiendo de la distribución de las aplicaciones en los núcleos, los accesos pueden encontrar una alta contención tanto en la red como en los controladores de memoria. Una solución a ambos problemas es la integración de redes de interconexión basadas en tecnologías fotónicas ya que este tipo de tecnologías permiten reducir la latencia del acceso a los controladores más alejados dentro del chip así como la contención al permitir comunicaciones simultáneas por el mismo canal óptico. En el presente artículo se realiza un estudio de exploración del impacto en la latencia de memoria y prestaciones de diversas aplicaciones en función de la distancia entre el núcleo de ejecución y el controlador de memoria. El estudio también tiene en cuenta el tráfico adicional de prefetch y la contención producida por aplicaciones ejecutándose en nodos vecinos del manycore (corunners). Los resultados sin contención en la red ni en la memoria para cargas multiprogramadas demuestran que, en distancias por encima de 13 saltos hasta el controlador de memoria, la degradación de prestaciones supera el 30% en la mayoría de las cargas estudiadas respecto a la ejecución a distancia 0. Esta degradación se puede ver incrementada hasta porcentajes superiores al 50% cuando la distancia se combina con problemas de contención en la red.