分层且并行分区网络制造技术

根据本描述，提供了包括用于互连一个或多个集成电路管芯上的部件的多个并行分区分组网络的分层且并行分区网络。在一个实施例中，每个并行分区分组网络都独立于其他并行分区分组网络并且具有在单元层次级别的单元级别交换机。在另一方面，每个并行分区分组网络都具有在单元到单元层次级别的单元到单元级别交换机。本文描述了其他方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术总体上涉及具有多个互连的处理器和存储器的设备。

技术介绍

诸如微处理器之类的集成电路设备可以具有多个处理器和耦合到处理器的多个存储器。处理器（常常被称为处理引擎或内核）可以被再分成多个群（常常被称为块、群集或岛）。每个块可以具有多个处理器以及一个或多个存储器，该存储器通过总线或其他网络紧紧连接到各处理器中的每一个。块接着可以通过网络彼此连接并连接到系统存储器。以这种方式，每个块的每个处理器可以通过网络与同一块的处理器或存储器、或者另一块的处理器或存储器、或者系统存储器自身通信。网络可以采用多个缓冲器来缓冲等待访问网络或网络区段的数据分组。
附图说明
图1是根据本描述的一个方面的采用分层且并行分区网络的计算机架构设备的一个实施例的示意图。
图2是图1的计算机架构设备的分层且并行分区网络的层次方面的一个示例的示意图。
图3是图1的分层且并行分区网络的块层次级别的一个实施例的更详细示意图。
图4是图1的分层且并行分区网络的一个分区的单元层次级别的一个实施例的更详细示意图。
图5是图1的分层且并行分区网络的一个分区的单元到单元层次级别的一个实施例的更详细示意图。
图6是图1的分层且并行分区网络的一个示例的更详细示意图。
图7是图1的分层且并行分区网络的一部分的更详细示意图。
图8是图1的分层且并行分区网络的一部分的更详细示意图。
图9是根据本描述的一个实施例的采用并行分区网络ID标签的分组的示意图。
图10a、10b描绘根据本描述的一个方面的分层且并行分区网络控制逻辑的操作的一个实施例。
具体实施方式
如下面更详细地解释的，根据本描述的一个方面，对于在小块（也被称为集群或岛）中组织的紧紧耦合的处理器和存储器，提供层次交换机来以相信会改进这些块之间以及块与系统存储器之间这二者的通信的能量效率的方式来互连这些块。在一个实施例中，提供交换机来在某一层次级别（在这里被称为单元层次级别或简单地称为单元级别）互连被组织为“单元”的一组块以及用于该单元的本地存储器控制器。此外，交换机（在这里被称为单元级别交换机）可以具有到其他单元级别交换机以及其他非本地存储器控制器（其也可以被组织为层次交换机）的链路。
在一个实施例中，用于块到块通信的单元级别交换机可能不具有缓冲以便降低该单元级别交换机所耗费的能量成本。作为代替，例如，在微处理器管芯和存储器控制器管芯之间的管芯到管芯通信通道的终点处提供缓冲器用于中间存储。
相信根据本描述的分层网络架构可以提供从每个块到分配给单元的本地存储器控制器的通信延迟的改进的可预测性和均匀性。此外，相信就来自中央交换机（诸如单元级别交换机或在一些实施例中单元到单元级别交换机）的延迟来说，非本地存储器控制器可以类似地更等距。更进一步，本地块到块通信可以具有增加的能量效率并且可能受限于本地交换机（诸如单元级别交换机）。此外，相信根据本描述的分层网络架构可以提供改进的可扩展性。例如，当添加更多块或存储器控制器时，可以添加额外的级别或层次以维持本地级别的能量高效通信。
在本描述的另一方面中，具有交换机（诸如单元级别交换机和单元到单元级别交换机）的网络例如可以被划分成多个单元级别并行分区网络，每一个都各自具有并行分区交换机和单元到单元级别并行分区交换机。相信这样的布置可以通过交换机进一步降低能量遍历成本。例如，通过针对降低的能量消耗更换降低的带宽，可以将能量耗费降低与单片交换机被划分成的并行分区交换机的数目相同或类似的倍数。
图1图示根据本描述的一个方面的采用分层且并行分区网络通信的计算机架构设备100的一个实施例。该计算机架构设备100可以包括任何计算设备，诸如大型机、服务器、个人计算机、工作站、电话设备、网络设施、虚拟设备、存储控制器、便携式或移动设备（例如膝上型计算机、上网本、平板计算机、个人数字助理（PDA）、便携式媒体播放器、便携式游戏设备、数字照相机、移动电话、智能电话、功能手机等等）或部件（例如片上系统、处理器、桥接器、存储器控制器、存储器等等）。该架构设备100可以包括微处理器管芯上的多个处理器102、一个或多个存储器管芯上的系统存储器104（例如易失性或非易失性存储器设备）、以及一个或多个存储器控制器管芯上的存储器控制器106。存储器控制器106控制去到和来自存储器104的输入和输出操作。
如下面更详细解释的那样，处理器102和存储器控制器106每个都分别包括分层且并行分区网络108、110。分层且并行分区网络108、110可以改进例如在设备100的各个处理器和存储器之间的通信的能量效率。要认识到可以实现其他特征和优点，这取决于特定的应用。
在所图示的实施例中，分层且并行分区网络108被构建到处理器102的一个或多个管芯中，并且分层且并行分区网络110被构建到存储器控制器106的一个或多个管芯中。然而，要认识到分层且并行分区网络108、110可以被构建到计算机架构设备100的其他电路中，这取决于特定应用。
计算机架构设备100还可以包括存储装置116（例如非易失性存储装置，诸如磁盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器、闪速存储器等）。存储装置116可以包括内部存储设备或附接的或网络可访问的存储装置。存储装置116中的程序被加载到存储器104中并且被处理器102的一个或多个处理器以本领域中已知的方式执行。计算机架构设备100还包括网络控制器或适配器118以实现与外部网络（诸如以太网、光纤通道仲裁环路等等）的通信。此外，在某些实施例中，该架构可以包括视频控制器120以在显示监控器上呈现信息，其中视频控制器120可以被体现在视频卡上或集成在安装于母板或其他衬底上的集成电路部件上。输入设备122被用来向处理器102提供输入，并且可以包括键盘、鼠标、钢笔型触控笔、麦克风、触摸敏感显示屏、输入引脚、插座或本领域中已知的任何其他激活或输入机构。输出设备124能够呈现从处理器102、或其他部件（诸如显示监控器、打印机、存储装置、输出引脚、插座等等）传送的信息。网络适配器118可以被体现在网络卡（诸如外围部件互连（PCI）卡、高速PCI或某种其他I/O卡）上或体现在安装于母板或其他衬底上的集成电路部件上。
设备100的部件中的一个或多个可以被省略，这取决于特定应用。例如，网络路由器可以缺少例如视频控制器120。而且，计算机架构设备100的部件的任何一个或多个可以包括采用根据本描述的一个方面的分层且并行分区网络通信的一个或多个集成电路。
图2示出多个块200a、200b、…200n，202a、202b、…202n等等。每个块限定第一层次级别的块级别，在这里被称为块层次级别或简单地称为块级别。如下面更详细描述的，各块200a、200b、…200n，202a、202b、…202n等等中的每个块包括由块网络互连的多个处理器和多个存储器。
多个块200a、200b、…200n由单元级别交换机208a来组织和互连以形成第一单元210a。类似地，多个块202a、202b、…202n由第二单元级别交换机208b来互连以形成第二单元210b。可以利用在图2中没有单独示出的额外的块和单元级别交换机以类似的方式形成图2中如被示意性地表示为单元210n的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机架构系统，包括：存储器；限定块层次级别的多个块，每个块都包括多个处理器和互连该块的处理器的块网络；限定比块层次级别更高的单元层次级别的单元，所述单元包括在块层次级别的多个所述块；以及多个并行分区分组网络，每个并行分区分组网络都独立于所述多个并行分区分组网络中的其他并行分区分组网络，每个并行分区分组网络具有在单元层次级别的耦合到存储器和所述单元的多个块的每个块网络的单元级别交换机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 US 14/1371081.一种计算机架构系统，包括：
存储器；
限定块层次级别的多个块，每个块都包括多个处理器和互连该块的处理器的块网络；
限定比块层次级别更高的单元层次级别的单元，所述单元包括在块层次级别的多个所述块；以及
多个并行分区分组网络，每个并行分区分组网络都独立于所述多个并行分区分组网络中的其他并行分区分组网络，每个并行分区分组网络具有在单元层次级别的耦合到存储器和所述单元的多个块的每个块网络的单元级别交换机。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括并行分区分组网络控制逻辑，其适于选择所述多个并行分区分组网络中的第一并行分区分组网络，并且通过独立于其他并行分区分组网络的所选并行分区分组网络传送分组，所述传送包括通过在单元层次级别的所选并行分区分组网络的单元级别交换机来交换分组。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括限定比单元层次级别更高的单元到单元层次级别的多个所述单元，其中每个单元处于单元层次级别并且包括在块层次级别的多个所述块，其中每个并行分区分组网络具有：对于每个单元在单元层次级别且耦合到存储器和特定单元的所述多个块的每个块网络的单元级别交换机；和在单元到单元层次级别且耦合到在单元层次级别的特定并行分区分组网络的每个单元级别交换机的单元到单元级别交换机，其中并行分区分组网络控制逻辑还适于通过在单元到单元层次级别的所选并行分区分组网络的单元到单元级别交换机在所选并行分区分组网络的各所选单元级别交换机之间交换分组。
4.根据权利要求2至3中任一个所述的系统，还包括：第一管芯、第二管芯和多个管芯到管芯通信通道，每个并行分区分组网络都具有耦合到第一和第二管芯的所述多个管芯到管芯通信通道中的管芯到管芯通信通道，其中所示多个块的单元和所述多个并行分区分组网络的单元级别交换机在第一管芯上，该设备还包括第一管芯上的多个缓冲器，每个并行分区分组网络具有耦合到单元级别交换机和特定并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道的缓冲器，其中并行分区分组网络控制逻辑还适于在将分组传送到所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道之前将分组缓冲在所选并行分区分组网络的缓冲器中，以及将缓冲器中的从所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道接收到的分组缓冲在所选并行分区分组网络的缓冲器中。
5.根据权利要求4所述的系统，还包括：在第二管芯上的多个单元层次级别存储器控制器，每个单元级别存储器控制器适于控制在相关联单元的处理器和存储器之间的存储器事务；在第二管芯上的多个单元级别交换机，其中每个并行分区分组网络具有在第二管芯上的所述多个单元级别交换机中的单元级别交换机；以及在第二管芯上的所述多个缓冲器中的缓冲器，在第二管芯上的每个单元级别交换机耦合到第一管芯上的特定并行分区分组网络的缓冲器和单元级别交换机。
6.根据权利要求5所述的系统，其中每个存储器控制器具有在第二管芯上的并行分区分组网络控制逻辑，该并行分区分组网络控制逻辑适于：通过第二管芯上的所选并行分区分组网络的单元级别交换机来交换分组，在将分组传送到所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道之前将分组缓冲在第二管芯上的所选并行分区分组网络的缓冲器中，以及将从第二管芯上的所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道接收到的分组缓冲在第二管芯上的缓冲器中。
7.根据权利要求2至3中的任一项所述的系统，还包括用于载送来自多个并行分区分组网络中每一个的分组的公用通信通道，其中由公用通信通道载送的每个分组具有标识并行分区分组网络的标签；以及耦合到所述多个并行分区分组网络中的每个并行分区分组网络的公用单元级别交换机，其中并行分区分组网络控制逻辑适于利用标签对来自每个并行分区分组网络的分组加标签以标识分组从其到达的并行分区分组网络，并通过公用单元级别交换机将已加标签的分组交换到公用通信通道。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述并行分区分组网络控制逻辑适于从公用通信通道读取分组的标签，以及通过公用单元级别交换机将分组交换到由分组的标签所标识的并行分区分组网络。
9.一种在至少一个集成电路中路由分组的方法，包括：
并行分区分组网络控制逻辑选择多个并行分区分组网络中的第一并行分区分组网络，将设备的存储器耦合到限定块层次级别的多个块，每个块包括多个处理器和互连该块的处理器的块网络，其中多个所述块被组织在限定比第一层次级别更高的单元层次级别的至少一个单元中，每个并行分区分组网络具有在单元层次级别的单元级别交换机，其耦合到存储器和单元的所述多个块的每个块网络；以及
并行分区分组网络控制逻辑通过独立于其他并行分区分组网络的所选并行分区分组网络传送分组，所述传送包括通过在单元层次级别的所选并行分区分组网络的单元级别交换机来交换分组。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
并行分区分组网络控制逻辑通过在单元到单元层次级别的所选并行分区分组网络的单元到单元级别交换机在所选并行分区分组网络的各所选单元级别交换机之间交换分组，
其中多个所述单元限定比第二层次级别更高的第三层次级别的单元到单元级别，其中每个单元在单元层次级别并且包括在块层次级别的多个所述块，其中每个并行分区分组网络具有：在单元层次级别针对每个单元且耦合到存储器和特定单元的多个块的每个块网络的单元级别交换机，以及在单元到单元层次级别且耦合到在单元层次级别的特定并行分区分组网络的每个单元级别交换机的单元到单元级别交换机。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括并行分区分组网络控制逻辑在第一管芯上将分组缓冲在所选并行分区分组网络的缓冲器中，每个并行分区分组网络具有在单元层次级别的管芯到管芯通信通道和缓冲器，并行分区分组网络的每个缓冲器被耦合到管芯到管芯通信通道和特定并行分区分组网络的单元级别交换机，该方法还包括：并行分区分组网络控制逻辑将分组从缓冲器传送到所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道，从所选并行分区分组网络的管芯到管芯通信通道接收分组，以及将所接收到的分组缓冲在所选并行分区分组网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK米什拉，HS戴维，DS邓宁，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US