基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法及路由器技术

本发明专利技术公开了一种基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法及路由器，本发明专利技术设计方法包括：确定路由器最高端口带宽及端口数目；设计硬件通信协议栈，确定每个物理编码子层模块初始绑定的lane数目；根据指定的时钟频率，确定路由器内部交换数据宽度用于匹配端口最高带宽；并根据芯片引脚总带宽确定内部交换端口数目；基于异构瓦片设计路由器内部交换部件，将得到的硬件通信协议栈、路由器内部交换部件进行对接，最终得到端口可配置路由器。本发明专利技术能够根据后端芯片面积约束及通信带宽需求将高阶路由器灵活组织为多个异构的、易于硬件实现的宽端口低阶瓦片阵列，且路由器端口数目及带宽可配置。

【技术实现步骤摘要】
基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法及路由器
本专利技术主要涉及面向高性能计算HPC(HighPerformanceComputing)的高阶路由器，具体涉及一种基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法及路由器，可根据后端芯片面积约束将高阶路由器灵活组织为多个异构瓦片阵列且端口数目可配置。
技术介绍
互连通信网络为HPC最重要的基础设施，实现了计算结点和I/O结点的互连，承载着所有结点间的消息和数据通信。计算结点之间远程存储访问的延迟和带宽主要取决于互连网络的延迟和带宽。随着并行规模的不断增大，HPC性能的发挥越来越依赖于数据在庞大的计算资源间通信的效率而不是计算性能。当HPC从百万亿次规模(1015FLOPS)向E级(1018FLOPS)计算演进之时，随着结点规模、结点计算容量、存储带宽及结点内并行度的持续增长，HPC大规模互连网络在性能、可靠性、高密度及可扩展性、低功耗低成本等方面遇到了严峻挑战。此外，随着大数据分析、机器学习在云数据中心的普及，对高效连接计算与存储资源的高性能互连网络提出了更为迫切的需求。路由器作为互连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法，其特征在于实施步骤包括：/n1)确定路由器最高端口带宽及高阶拓扑需求下的端口数目；/n2)按照最高端口带宽设计硬件通信协议栈，确定每个物理编码子层模块初始绑定的lane数目，宽端口到高阶窄端口的映射关系，并重用多路链路层实现各个端口报文的可靠传输；/n3)根据指定的时钟频率，确定路由器内部交换数据宽度用于匹配端口最高带宽；并根据芯片引脚总带宽确定内部交换端口数目；/n4)基于异构瓦片设计路由器内部交换部件，以最低存储及线资源为目标确定路由器内部交换部件的瓦片阵列中每个瓦片聚合端口数目、瓦片阵列行、列数目，且路由器内部交换部件采用超切片接口；...

【技术特征摘要】
1.一种基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法，其特征在于实施步骤包括：
1)确定路由器最高端口带宽及高阶拓扑需求下的端口数目；
2)按照最高端口带宽设计硬件通信协议栈，确定每个物理编码子层模块初始绑定的lane数目，宽端口到高阶窄端口的映射关系，并重用多路链路层实现各个端口报文的可靠传输；
3)根据指定的时钟频率，确定路由器内部交换数据宽度用于匹配端口最高带宽；并根据芯片引脚总带宽确定内部交换端口数目；
4)基于异构瓦片设计路由器内部交换部件，以最低存储及线资源为目标确定路由器内部交换部件的瓦片阵列中每个瓦片聚合端口数目、瓦片阵列行、列数目，且路由器内部交换部件采用超切片接口；
5)将得到的硬件通信协议栈、路由器内部交换部件进行对接，增加路由器内部交换部件的前端处理模块，通过前端处理模块将链路层的多个窄切片聚合为一个超切片，并根据其目的端口将其分发至对应的瓦片，最终得到端口可配置路由器。


2.根据权利要求1所述的基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法，其特征在于，步骤2)中每个物理编码子层模块绑定的lane为动态绑定，所述动态绑定是指绑定的lane数目在路由器运行过程中可动态调整。


3.根据权利要求1所述的基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法，其特征在于，步骤2)中以最低存储及线资源为目标确定每个瓦片聚合端口数目、瓦片阵列行、列数目的步骤包括：以最低存储及线资源为目标，确定每个瓦片聚合端口数目A、瓦片阵列的行数目R、列数目C；然后判断RCA≠K是否成立，其中K为内部交换端口数目，如果成立则采用异构瓦片调节每个瓦片绑定的端口数目直至满足其中Ai表示第i个瓦片所绑定的端口数目。


4.根据权利要求1所述的基于宽端口异构瓦片的端口可配置路由器设计方法，其特征在于，所述瓦片阵列为异构瓦片组成的瓦片阵列。

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【专利技术属性】
技术研发人员：戴艺，肖灿文，赖明澈，徐金波，董德尊，曹继军，王强，吕方旭，刘路，张建民，齐星云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43