非均匀带宽分配策略提升片上网络效率

在现代片上系统（Network-on-Chip, NoC）设计中，针对特定应用的复杂性，如何高效利用有限的带宽资源是一个关键挑战。传统的均等位宽链路往往无法满足不同模块间差异巨大的通信流量和延迟需求，这可能导致资源浪费和性能瓶颈。因此，本文提出了一种基于竞争概率的带宽分配方法。 该方法的核心思想是通过分析每个链路的流量特征和端口竞争情况，动态调整数据宽度，即赋予某些链路更宽的带宽，而对流量较小或竞争较少的链路则适当减小带宽。这种异构互联结构（heterogeneous interconnection structure）的引入使得资源分配更为灵活，能够更好地适应不同的工作负载模式。在设计上，它考虑了转发概率（forwarding probability），即链路被选中进行数据传输的概率，这有助于预测和控制网络的冲突，从而提高整体吞吐量。 实验结果显示，在均匀流量模式下，尽管采用了非均匀位宽的异构网络，其吞吐量与同构架构相近，但连接线资源却节省了大约16%，显示出显著的资源效率优势。然而，在热点流量模式下，异构网络的优势更为明显，它能够有效地缓解局部拥塞，降低延迟，显著提升网络的整体性能。 论文的作者团队由程爱莲博士研究生、潘赟副教授和严晓浪教授组成，他们分别在片上网络研究领域有着丰富的经验和深厚的学术背景。研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金以及浙江省自然科学基金的支持。 这篇论文提供了一种创新的解决方案，对于优化片上系统的带宽分配，提升网络性能，特别是在处理复杂应用中的流量不均衡问题具有重要的实践价值。通过引入竞争概率分析和异构互联结构，研究人员有望在未来的片上系统设计中实现更高的性能和更低的能耗。