パケットスイッチとパススイッチを組み合わせた低消費電力なネットワークオンチップ構成の提案と評価

摘要

回路集積技術の進展により、多くのコアを収容した、メニーコアチップの検討も進められている。従来、チップ内のコア間は、バスで接続されていたが、チップ内のコア数が増えると、バスがボトルネックとなり、コア間の通信を収容しきれない。そこで、パケットスイッチを用いたネットワークをチップ内に配置したネットワークはネットワークオンチップの検討が進められている。しかし、ネットワークオンチップでは、各パケットスイッチが中継するトラヒツクが多くなると、多くの電力を消費するため、パケットスイッチのみではなく、有線パススイッチや無線アンテナを配置し、遠く離れたパケットスイッチ同士を直接結ぶパスを構築することが可能なネットワークオンチップの検討が進められている。しかしながら、従来はパスの設定はアプリケーション開始時に行うことが想定されており、アプリケーション開始時に想定できない通信の収容には対応していなかった。そこで本稿では、ネットワークオンチップ内の各地点で観測された通信状況に応じて、適切なパスを設定可能なアーキテクチャを提案する。提案するアーキテクチャでは、パスネットワークの利用資源を管理する資源管理コントローラと、各パケットスイッチにおいて経由するトラビックを観測し、資源管理コントローラに当該パケットスイッチが出発点となるパスの構築要求を出す分散コントローラを配置する。そして、分散コントローラと資源管理コントローラの連携により、各時刻のトラビック状況に合わせたパスの構築を行う。本稿では、提案したアーキテクチャを用い、無線アンテナを用いてパスの構築を可能とするネットワークオンチップと、有線パススイッチを用いたネットワークオンチップの比較を行い、それぞれが有効な領域を明らかにする。