收藏本站
《北京邮电大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速芯片光互连的应用研究

李倩  
【摘要】:本文主要介绍了多处理器环境下,芯片间使用光互连技术的优势。在环境科学的很多领域,高性能的计算是必不可少的,而芯片间的光互连技术能够使多处理器环境下的计算性能有很大提升。本文主要分析并研究了这方面性能的改进。 为了定量分析评价并行计算,我们采用二维处理器阵列的网孔结构模型,和超立方结构模型,处理器间通信带宽受限。性能评价主要受四个参量的影响:单位计算时间(一次复数乘法和一次复数加法),同步开销时间,处理器数量和处理器间通信时间。并行计算机各处理器间是同构的。 快速傅立叶变换具有并行结构,很适合于用来评价并行系统的性能。我们以65536点的快速傅立叶变换为例,比较光互连系统与电互连系统的加速比和效率,并分析加速比和效率与处理器数量间的关系。这两种系统的处理器结构是相同的,也就是说单位计算时间是相同的,我们假设同步开销时间为80ns。光互连系统每通道的传送速率为6.25Gbps,电互连系统每通道的传送速率为2.5Gbps。同时,还研究了大规模并行计算模型中,系统规模固定的情况下,光互连系统和电互连系统的加速比及效率与并行计算规模的关系,验证了光互连系统在大规模计算中的优势。 结果显示,随着处理器数量的增加,加速比的性能改善会更加显著,如果采用芯片间光互连技术,系统的加速比性能可以得到显著的提升。而效率与处理器数量关系的曲线图也显示,光互连系统的效率高于电互连系统。同样,在大规模并行计算模型中,无论是光互连系统还是电互连系统,加速比和效率都随着计算规模的增加而增大,而相比于电互连系统,光互连系统的加速比和效率始终占据着明显的优势。光传输作为最具潜力的新一代技术,将对未来高性能计算的发展起到巨大的促进作用。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN405.97

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 严蓉;吴丰顺;刘辉;莫丽萍;姜雪飞;彭卫红;;波导光互连的研究进展[J];电子工艺技术;2010年06期
2 邵科杰;李剑峰;曹宁翔;龙燕;;板级光互连链路设计及分析[J];光通信技术;2009年03期
3 李慧;顾华玺;;多核之间光互连技术的研究[J];中国集成电路;2010年02期
4 王军锋,李跃进,杨银堂;光互连的研究与新进展[J];激光与光电子学进展;2005年01期
5 张以谟;;计算机光互连技术的应用前景[J];激光与光电子学进展;2007年07期
6 齐星云;窦强;冯权友;陈永然;窦文华;;无缓冲光互连网络的延时性能分析及优化[J];计算机工程;2010年05期
7 齐星云;陈永然;窦文华;;一种新的处理器间光互连网络[J];计算机工程与科学;2009年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董敬富;李雪;;浮点数的教学实践与研究[J];安阳工学院学报;2006年03期
2 关亚林;曾艳奇;逯贵祯;;基于并行计算环境的混波室三维仿真[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2008年03期
3 徐雷;吴嗣亮;李海;;相控阵雷达仿真系统并行计算研究[J];北京理工大学学报;2008年06期
4 程克非;罗江华;李红波;;一种新的基于HPM并行计算性能数据采集方法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2011年01期
5 刘辉;李传学;蒋春蕾;;IP over Optical Network技术研究[J];成都电子机械高等专科学校学报;2005年04期
6 何一心;IP over SDH技术分析与研究[J];长沙通信职业技术学院学报;2003年02期
7 许立军;鲜勇;杨其;苏国华;;基于A~*算法的多线程并行航迹规划方法研究[J];电光与控制;2009年09期
8 吴海燕;孙明波;邵艳;汪洪波;周进;;超声速多相流数值模拟并行计算研究[J];弹箭与制导学报;2009年02期
9 王结臣;王豹;胡玮;张辉;;并行空间分析算法研究进展及评述[J];地理与地理信息科学;2011年06期
10 蒋方纯;;基于Linux并行编程模式的研究与实现[J];电脑开发与应用;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖永浩;黄清南;;基于分块数据结构的冲击问题并行计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
2 李根;李连崇;唐春安;唐世斌;王振;;岩石流固/热固作用下损伤演化并行分析系统及应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 张亚林;吴锦龙;李于锋;赵晓平;;PANDA软件框架的应用模板研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 张彩琴;;宽带城域网发展与应用研究的探讨[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年
5 尹凯;宋宇鲲;;基于多核SOC模拟器的程序设计方法及性能分析的研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
6 朱建英;;关于电力公司广域网建设规划[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
7 董延华;张晔;白文秀;;影响基于PC集群系统的因素研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
8 武艳强;江在森;杨国华;;最小二乘配置方法在提取GPS时间序列信息中的应用[A];GPS技术应用研究论文专辑[C];2007年
9 黄建军;彭蓉;;基于网络并行的高分辨城市航空影像阴影检测[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
10 张志敏;梁逸曾;王家俊;;并行交互检验方法及其在近红外光谱中的应用[A];中国化学会第26届学术年会化学信息学与化学计量学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆军;基于组合学的数据编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 程汤培;地下水流动数值模拟的高效并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 刘苗;基于认知无线电的PAPR优化算法及ICI抑制算法的研究[D];吉林大学;2011年
4 吴超;信息检索中top-k问题的并行算法及优化研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 师严;光标记交换中关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
6 李明国;混凝土梁桥沥青铺装结构分析与材料优化研究[D];长安大学;2011年
7 刘志文;基于外网等值的多区域电力系统无功优化计算[D];华南理工大学;2011年
8 郑巍;基于蚁群优化的网络路由技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 董强;几类规则互连网络的嵌入与容错嵌入研究[D];重庆大学;2010年
10 刁克功;分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究[D];北京工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱圣鑫;并行GPBiCG(m,l)算法与预处理技术[D];中国工程物理研究院;2010年
2 兰任;基于并行混合粒子群算法的蛋白质结构预测[D];大连理工大学;2010年
3 高和东;GPU并行计算在LSSVM建模中的研究与应用[D];大连理工大学;2010年
4 张晶;ABEEMσπ/MM模型中能量求解的并行化[D];辽宁师范大学;2010年
5 田野;环境卫星光学影像自动配准算法研究与并行实现[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 裴保梅;基于物理特征的二维流场的并行拓扑结构分析[D];中国海洋大学;2010年
7 罗犇;基于FPGA的预测控制算法并行加速研究[D];浙江大学;2011年
8 薛娟;ETL技术在实现数据分析系统中的应用研究[D];东华大学;2011年
9 杜睿;基于PowerPC体系结构的向量整数单元设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
10 李永瑾;基于本体的MPI+OpenMP并行检索研究与应用[D];西北大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 井文才,田劲东,张珣,刘卫,周革,张以谟;用于机群系统的高速光互连网络接口卡设计[J];光电子·激光;2000年01期
2 井文才,周革,张以谟,田劲东,李海峰,张楠,邓玉秀,张红霞;用波分复用技术设计和实现的双波长光纤环网[J];光电子·激光;2001年08期
3 于荣金;塑料通信光纤[J];光电子·激光;2002年03期
4 唐锋,井文才,张以谟,周革,李海峰,李朝辉,张红霞;低功耗千兆光互连链路的研制[J];光电子·激光;2003年12期
5 周革,张以谟,井文才,华锋,陈炫,陈弘达,吴荣汉,陈志标,张益;波长路由在并行计算机光互连中的应用[J];高技术通讯;1997年10期
6 吴中林,楼祺洪,董景星,魏运荣;大芯径多模石英光纤端面耦合技术研究[J];光纤与电缆及其应用技术;2004年06期
7 陈明霞;王春艳;于荣金;;一种新型的塑料光纤连接器[J];光纤与电缆及其应用技术;2008年02期
8 张以谟,井文才,唐锋,柳葆,李海峰,李朝辉;MEMS光开关应用于机群系统光互连网络[J];纳米技术与精密工程;2004年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;光互连技术的最新进展[J];电子产品世界;2003年12期
2 和田修 ,江涛;光互连技术的应用[J];红外;1994年07期
3 周革;光互连技术及其在计算机中的应用[J];电子产品世界;2000年04期
4 罗金平,陈书明,周兴铭;光互连计算机体系结构现状与发展[J];电子技术应用;1998年04期
5 蒋林;谢晓燕;;片内光通信技术综述[J];通信技术;2008年11期
6 齐星云;陈永然;窦文华;;一种新的处理器间光互连网络[J];计算机工程与科学;2009年02期
7 祖继锋;耿完桢;洪晶;;电互连和光互连[J];半导体光电;1992年01期
8 罗金平,周兴铭;光互连计算机体系结构研究[J];计算机工程与科学;2001年01期
9 周革;;光电子互连[J];国际学术动态;2000年04期
10 李慧;顾华玺;;多核之间光互连技术的研究[J];中国集成电路;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张以谟;张红霞;贾大功;吕且妮;;光互连对提高计算机性能的作用[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
2 张炜;冯权友;曾超;窦文华;;一种基于光互连技术的存储墙问题解决方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
3 张望;王辉;;个性化服务中的并行K-Means聚类算法[A];2007年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2007年
4 齐进;叶文华;;三维激光烧蚀瑞利-泰勒不稳定性并行计算[A];中国空气动力学学会第十届物理气体动力学专业委员会会议论文集[C];2001年
5 范晓樯;李桦;田正雨;;超声速/高超声速飞行器复杂流场大规模并行数值仿真[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
6 丛鹏;;MPI并行计算实现工业CT图像重建[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
7 陈向东;金先龙;李政;李根国;;大型桩基底板结构减振的数值模拟分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 焦龙;郭亚红;纪守领;李金宝;;基于多核计算机的分子动力学并行算法的实现[A];黑龙江省计算机学会2009年学术交流年会论文集[C];2010年
9 张健飞;张磊;;基于Aztec和PETSc的有限元并行计算[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 丁国昊;罗凯;李伟;李桦;;乘波飞行器气动特性数值模拟与并行计算[A];第三届高超声速科技学术会议会议文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江锡民;英特尔并行计算中心落户无锡[N];新华日报;2009年
2 轶嘉;英特尔全球首个并行计算中心落户无锡[N];人民邮电;2009年
3 刘琦;伯克利专家展望未来并行计算[N];中国计算机报;2008年
4 均儿;通用计算核动力[N];电脑报;2009年
5 英特尔并行计算实验室研究员 TimothyMattson;并行计算:减少串行软件[N];中国计算机报;2007年
6 本报记者 马文方;英特尔为何要牵头并行计算[N];中国计算机报;2009年
7 英特尔 赵军(Jun Zhao);PC机并行计算革命尚未成功[N];中国计算机报;2009年
8 本报记者胡永生;新一代高性能计算机发展的挑战与机遇[N];科技日报;2003年
9 ;并行计算成PC产业发展瓶颈[N];人民邮电;2008年
10 刘霞;计算能力的提升需要一场革命[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 倪玮;基于软光刻的短距离光互连研究[D];浙江大学;2009年
2 陈军;分布式存储环境下并行计算可扩展性的研究与应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
3 尹欣;三维弹性问题边界元法并行计算及其工程应用[D];清华大学;2000年
4 张理论;面向气象预报数值模式的高效并行计算研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 陈晓春;基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 王开健;基于特大增量步算法的网络并行计算[D];清华大学;2005年
7 寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
8 刘丽;人工免疫网络研究及应用[D];江南大学;2008年
9 张永彬;岩石破裂过程分析并行计算方法研究[D];东北大学;2007年
10 吴锋;基于GPU并行计算的数值模拟与燃煤锅炉系统的优化研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李倩;高速芯片光互连的应用研究[D];北京邮电大学;2011年
2 魏俊宇;测试系统光互连接口模块研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 王世庆;片上光互连系统结构设计与仿真[D];西安电子科技大学;2011年
4 张军;3D片上光互连系统设计与仿真[D];西安电子科技大学;2011年
5 谢筱亭;芯片光互连网管系统控制功能的设计与实现[D];北京邮电大学;2011年
6 高燚;高速芯片间光互连中并行光收发模块支撑板的设计[D];北京邮电大学;2010年
7 张晶;基于多级网络的片上光互连系统的研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 王志伟;多处理器系统光互连网络技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 刘聪;高性能计算机片上网络交换结构和性能的研究[D];北京邮电大学;2012年
10 赵玉林;H.26L视频编码器并行性算法研究与实现[D];西南交通大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026