| Resumo: | As tendências de design para os sistemas multiprocessadores da próxima geração apontam para a integração de um grande número de núcleos de processamento, exigindo interconexões de alto desempenho. Uma solução a ser aplicada para melhorar a infraestrutura de comunicação em tais sistemas é o uso de redes on-chip, pois estas apresentam uma melhoria considerável na largura de banda e escalabilidade. Ainda assim, o número de núcleos integrados continua a aumentar ao mesmo tempo em que o sistema cresce, dessa maneira as interconexões metálicas em redes on-chip podem tornar-se um gargalo no desempenho. Como resultado, uma nova estratégia deve ser adotada para que essas questões sejam solucionadas. As Redes Ópticas Integradas (do inglês Optical Integrated Networks - OINs) são atualmente consideradas como um dos paradigmas mais promissores neste contexto de design: elas apresentam maior largura de banda, menor consumo de energia e baixa latência para transmitir informações. Além disso, trabalho recentes demonstram a viabilidade de OINs com suas tecnologias de fabricação disponíveis e compatíveis com CMOS.No entanto, os designers de OINs enfrentam vários desafios: - Atualmente, os controladores representam o principal gargalo na comunicação e são um dos fatores que limitam o uso de OINs. Portanto, novas soluções de controle de baixa latência são necessárias. - Designers não possuem ferramentas para modelar e validar OINs. A maioria das pesquisas atualmente está focada em projetar dispositivos e melhorar os componentes básicos, deixando o sistema sem melhorias. Neste contexto, para facilitar a implantação de sistemas baseados em OIN, este projeto de doutorado concentra-se em três contribuições principais: (1) o desenvolvimento da plataforma de simulação a nível de sistema; (2) a definição e o desenvolvimento de uma abordagem de controle eficiente para sistemas baseados em OIN e; (3) a avaliação, a nível do sistema, da abordagem de controle proposta usando a modelagem definida.
Design trends for next-generation Multi-Processor Systems point to the integration of a large number of processing cores, requiring high-performance interconnects. One solution being applied to improve the communication infrastructure in such systems is the usage of Networkson- Chip as they present considerable improvement in the bandwidth and scaleability. Still as the number of integrated cores continues to increase and the system scales, the metallic interconnects in Networks-on-Chip can become a performance bottleneck. As a result, a new strategy must be adopted in order for those issues to be remedied. Optical Integrated Networks (OINs) are currently considered to be one of the most promising paradigm in this design context: they present higher bandwidth, lower power consumption and lower latency to broadcast information. Also, the latest work demonstrates the feasibility of OINs with their fabrication technologies being available and CMOS compatible.However, OINs’ designers face several challenges: - Currently, controllers represent the main communication bottleneck and are one of the factors limiting the usage of OINs. Therefore, new controlling solutions with low latency are required. - Designers lack tools to model and validate OINs. Most research nowadays is focused on designing devices and improving basic components performance, leaving system unattended. In this context, in order to ease the deployment of OIN-based systems, this PhD project focuses on three main contributions: (1) the development of accurate system-level modelling study to realize a system-level simulation platform; (2) the definition and development of an efficient control approach for OIN-based systems, and; (3) the system-level evaluation of the proposed control approach using the defined modelling. |
