【技术实现步骤摘要】
高维度Torus网络架构及自适应路由方法
本专利技术实施例涉及分布式计算
，尤其涉及一种高维度Torus网络架构及自适应路由方法。
技术介绍
互连网络(InterconnectionNetworks)是一种总线技术，其突破了由于电气限制而达到的性能极限，成为解决现代数字系统的系统级通信问题的通用方案。互连网络是影响整个多处理器系统的性能和扩展性的重要模块，目前，如何在现有技术基础上，为互连网络的处理节点之间的提供低延迟、高效率的通信成为互连网络亟待解决的关键问题。互连网络主要由三个要素来描述:拓扑结构、交换机制和路由方法。高性能互连是搭建超级计算机的核心技术。高性能互连主要从两方向发展：(1)低度网络，每个计算节点(或处理器)的度数较低，主要有低维度Torus网络；如CrayTitan的Gemini互连，节点度数为8；IBMBlue/GeneL及P，节点度数为6；(2)高阶网络(High-Radix)，主要有胖树，Dragonfly网络等。其中，低度网络的特点是：每个物理通道的吞吐率高，但每个节点的交换机设计简单且网络直径高；高阶网络的特点是网络的直径低，但...
【技术保护点】
1.一种高维度Torus网络架构，其特征在于，包括：由低维到高维依次排列的N个三单元维度，其中，N为大于或等于7的正整数；所述三单元维度包括三个计算单元，三个所述计算单元的节点坐标分别为0，1，2；计算单元0、计算单元1、计算单元2按照第一方向顺次连接形成闭环；所述高维度Torus网络架构还包括：由低维到高维依次排列的多单元维度；其中，所述多单元维度包括K个计算单元，K个所述计算单元的节点坐标分别为0，1，……，k‑1；计算单元0、计算单元1、……，计算单元k‑1按照所述第一方向顺次连接形成闭环；K为大于或等于4的正整数。
【技术特征摘要】
1.一种高维度Torus网络架构，其特征在于，包括：由低维到高维依次排列的N个三单元维度，其中，N为大于或等于7的正整数；所述三单元维度包括三个计算单元，三个所述计算单元的节点坐标分别为0，1，2；计算单元0、计算单元1、计算单元2按照第一方向顺次连接形成闭环；所述高维度Torus网络架构还包括：由低维到高维依次排列的多单元维度；其中，所述多单元维度包括K个计算单元，K个所述计算单元的节点坐标分别为0，1，……，k-1；计算单元0、计算单元1、……，计算单元k-1按照所述第一方向顺次连接形成闭环；K为大于或等于4的正整数。2.根据权利要求1所述的高维度Torus网络架构，所述三单元维度在进行路由选择时，所传输的数据包的当前节点坐标ci与目标节点坐标di不相等时，则：若di-ci＝-2，或者di-ci＝2，则沿着环绕线传输数据包；若di-ci＝1，则将数据包传输沿着该维度的正方向传输；若di-ci＝-1，则沿着该维度负方向传输数据包；四单元维度在进行路由选择时，所传输的数据包的当前节点坐标ci与目标节点坐标di不相等，则：若di-ci＝-3，或者di-ci＝3则沿着环绕线传输数据包；若di-ci＝1或者2则向沿着正的方向传输数据包；若di-ci＝-2，或者-1则向沿着负方向传输数据包。3.根据权利要求1所述的高维度Torus网络架构，其特征在于，所述多单元维度在进行路由选择时，所传输的数据包的当前节点坐标ci与目标节点坐标di不相等，则若di-ci>k/2或-k/2≤di-ci<0则向所述第一方向的负方向选择下一计算单元作为路由节点；若0<di-ci<k/2或di-ci<-k/2，则沿着正方向选择下一计算单元作为路由节点；其中，所述下一计算单元选择路由节点时满足流控技术设置的buffer要求。4.一种自适应路由方法，应用于如权利要求1至3中任一项所述的高维度Torus网络架构，其特征在于，所述方法包括：步骤一，在所述高维度Torus网络架构中，设数据包路由时，当前节点的坐标C的集合为(c0，c1，...，ci，…，cn-1)，目的节点坐标D的集合为(d0，d1，…，di，…，dn-1)，空闲虚拟通道数目f的集合为(f0+，f0-，f1+，f1-，...，fi+，fi-，…，fn-1+，fn-1-)，安全数据包数目S的集合为(s0+，s0-，s1+，s1-，...，si+，si-，…，sn-1+，sn-1-)；其中，ci表示消息当前所在节点在第i维上的坐标，di表示消息目的节点在第i维上的坐标，fi+、fi-分别表示当前节点C在第i维正、负方向上的相邻节点的输入端口中空闲虚拟通道的数目，si+、si-分别表示当前节点C在第i维正方向、负方向上的相邻节点的输入端口中安全虚拟通道的数目；CH为数据包的可选输出通道集合，初始值为空集Φ，最终选择的路径为ch；步骤二，如果数据包当前所在节点坐标C与目的节点坐标D相等，即C＝D，则数据包已经到达目的节点，方法结束；步骤三，从维度i＝1到维度i＝n，依次执行以下操作：若维度i的计算节点为3，di-ci<0且|di-ci|＝1，CH＝CH∪{chi-}；di-ci<0且|di-ci|＝2，CH＝CH∪{chi+}；若di-ci>0，且|di-ci|＝1，CH＝CH∪{chi+}；若di-ci>0，且|di-ci|＝2，CH＝CH∪{chi-}；若维度i的计算节点为4，di-ci<0且|di-ci|≤2，CH＝CH∪{chi-}；di-ci<0且|di-ci|>2，CH＝CH∪{chi+}；若di-ci>0，且|di-ci|≤2，CH＝CH∪{ch...
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