Loading...
مقاله مدلسازی و تحلیل اثرات حرارتی در شبکه درون تراشه ای نوری مبتنی بر WDM
مقاله System-Level Modeling and Analysis of Thermal Effects in WDM-Based Optical Networks-on-Chip
در این پست ترجمه مقاله مدلسازی و تحلیل اثرات حرارتی در شبکه درون تراشه ای نوری مبتنی بر WDM را برای شما دوستان آماده کردیم که علاوه بر چکیده و مقدمه می توانید خود مقاله اصلی را نیز به طور کاملا رایگان دانلود بفرمایید.
چکیده مقاله
ONoCs ، جریان گرد آوری دهها و صدها هسته پردازشگر در یک تراشه را نمایش می دهد. با رشد فتونیک سیلیکونی برای پیوند نوری کوتاه برد، شبکه ONoCs مبنی بر WDM در معماری ارتباطات درون تراشه پدیدار شده و پهنای باند بالا و بازده توان پیشنهاد میدهند. حساس بودن حرارتی ادوات فتونی، یکی از موضوعات مهم در مورد اتصالات نوری درون تراشه می باشد. همچنین می توان به طور قاعده مند اثر بخشی حرارتی اتصال نوری را در شبکه درون تراشه ای نوری طراحی کرد. طبق مدل حرارتی ارائه داده شده ، OTemp را ارتقا دادیم که نرم افزار نمونه سازی اثرترمواپتیک برای اتصال های نوری در شبکه درون تراشه ای نوری و تک طول موج می باشد. برای شبیه سازی کاهش توان نور و همچنین استفاده کردن توان برای اتصالات نوری تحت تغییرات حرارتی، از OTemp می توان استفاده کرد. برای بررسی کمیت مصرف توان در بدترین وضعیت یک طول موج در اتصال نوری بر اساس WDM هشت طول موجی تحت پیکربندیهای متعدد روش های وابسته به حرارت کم، از مطالعات موردی استفاده می کنیم. بررسی های به عمل آمده نشان می دهد که مصرف توان با تغییرات حرارتی درون تراشه ای به صورت قابل ملاحضه ای بیشتر می شود. تنظیم مبتنی بر حرارت و تنظیمات ادوات نوری، به کاهش مصرف توان تحت تغییرات حرارتی این اجازه را می دهد.
مقدمه
NoCs جریان گرد آوری دهها و صدها هسته پردازشگر در یک تراشه را نمایش می دهد. نیاز ارتباطات درون تراشه، فشار زیادی بر معماری ارتباطات وارد کرده و محدودیتی برای بهبود عملکرد پیوسته سیستم های چند پردازشگر شده است. شبکه های درون تراشه NoCs ، معماری ارتباط درون تراشه مقیاس پذیر و کارآمد برای MPSoCs می باشد. به جای مسیریابی اتصالات سراسری خاص طرح، اطلاعات به وسیله مسیریابی بسته های در شبکه ها و براساس نظریات شبکه مدرن تبادل می شوند. ارتباطات درون تراشه در مقیاس فناوری، نیازمند افزایش نسبت بودجه توان سیستم می باشند. در نمونه های حاضر با دهها هسته، توان مصرفی توسط NoC الکترونیک، 25 % توان کلی را تشکیل داده و برای تامین سیستم های چندپردازشگر آینده، بسیار بالا می باشد. کاربرد اتصالات نوری به مدیریت بودجه توان در معماریهای چندپردازشگر کمک می کند. اتصالات درون تراشه نوری مبتنی بر فتونیک سیلیکونی، برای غلبه بر محدودیت های اتصالات فلزی، مزایای فیزیکی بنیادی دارد.
چکیده انگلیسی
Multiprocessor systems-on-chip show a trend toward integration of tens and hundreds of processor cores on a single chip. With the development of silicon photonics for short-haul optical communication, wavelength division multiplexing (WDM)-based optical networks-on-chip (ONoCs) are emerging on-chip communication architectures that can potentially offer high bandwidth and power efficiency. Thermal sensitivity of photonic devices is one of the main concerns about the on-chip optical interconnects. We systematically modeled thermal effects in optical links in WDM-based ONoCs. Based on the proposed thermal models, we developed OTemp, an optical thermal effect modeling platform for optical links in both WDMbased ONoCs and single-wavelength ONoCs. OTemp can be used to simulate the power consumption as well as optical power loss for optical links under temperature variations. We use case studies to quantitatively analyze the worst-case power consumption for one wavelength in an eight-wavelength WDM-based optical link under different configurations of low-temperaturedependence techniques. Results show that the worst-case power consumption increases dramatically with on-chip temperature variations. Thermal-based adjustment and optimal device settings can help reduce power consumption under temperature variations. Assume that off-chip vertical-cavity surface-emitting lasers are used as the laser source with WDM channel spacing of 1 nm, if we use thermal-based adjustment with guard rings for channel remapping, the worst-case total power consumption is 6.7 pJ/bit under the maximum temperature variation of 60 ◦C larger channel spacing would result in a larger worst-case power consumption in this case. If we use thermal-based adjustment without channel remapping, the worst-case total power consumption is around 9.8 pJ/bit under the maximum temperature variation of 60 ◦C; in this case, the worst-case power consumption would benefit from a larger channel spacing.
منبع : ieeexplore.ieee.org
هیچ نظری ثبت نشده است