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Wormhole Routing 消息格式 X y 消息体 消息头 = X0 ? X-1 X Y0? Y= Y-1 否 否 是 是 Pxi PYi Hi Ho 消息片(flit) 尾 路由算法 Wormhole Routing Chip (WRC) 设计 WRC X维 PXi PYi PXo PXi PXo NXo NXi NYo NXo PYi NYo NXi PYo PYo Ni NYi NYi Hi Hi Ho Ho Y维 分层结构 Hi Ho Wormhole 数据通路设计(单层—X层) PXi PXo L C L C L C L L L L L L L L L Ho Hi NXi NXo 路由开关 L: Latch C: Counter X-1或 X+1 Wormhole 数据通路设计 L1 L3 路由开关 L0 L2 C 控制逻辑 S0 S1 S2 S3 S0 S1 S2 S3 状态机 请求 回答 异步控制单元 ACE L 剥 头 Ho PXi PXo 路由控制部件RCU 路 由 开 关 ACE Wormhole 路由器设计问题 1,异步前进: 当Li+1非锁存数据时, Li才能能发新的申请(A0/A1红线); 当Li+1锁存时, Li不再锁存同一数据片(往前传, A1蓝线) 异步控制逻单元(ACE)如何设计? 2, X( Y)判正负和零, 修改, 剥离; 3, 状态机(S0, S1, S2, S3) 和控制逻辑的设计 4, 路由开关设计 消息竞争: 在竞争输出锁存器L3时 发生. 1), 被堵塞: 进入 mesh 时 或拐弯时；前进道路已被占领 2), 随机竞争：　异步逻辑无时钟同步，势必造成不确定状态． 异步控制逻单元(ACE)的设计 L0 L1 L2 ACE1 ACE ACE R0 R1 R2 R3 A0 A1 A2 A3 EN (A0) R0 A0 R1 A1 L0不锁存时, 左边可发新申请(R0上升) L1锁存时, L0不再锁(A1上升A0下降) A0=R0.(A1)非 R1=A0 .(A1)非+ R1A0 (画出全部时序图和ACE逻辑图) A1 A2 S0 S1 S2 注意: 信号上升/下降条件 路由开关设计 二(多) 路开关 二路 开关 二路 开关 仲裁 仲裁 仲裁 PXi PXo NXi NXo Ho Hi “多路开关”变成”二路开关”, 简化电路 R2 AND NOR REQ1 REQ2 请求仲裁 仲裁规则: 1, 先来先接受: 同时到达如何处理? 2, 设定优先级 可靠性问题: 即使设定优先级, REQ2过了一半REQ1 出现 解决方案: 局部同步, 使相邻动作 不”同时”进行 R1 Reset Active message: 用户级消息传递(以曙光1000为例) 消息传递的软件额外开销 通信库函数 ?system call (SEND(….) ) 　　　　　 context switching(中断)　　　 操作系统( message copying (用户空间=系统空间), 打包,发送） …….. Receive(…….) Context switching额外开销：＞ 1000条指令 (系统空间?=用户空间)内存COPYING开销 用户级 active message 的实现 基本思路：将消息发送／接收协议处理由ＯＳ空间移至用户空间 1，消息包格式 　　　Ｘ　　Ｙ　长度　Tag　 处理程序指针 参数１，２，．． 2，用户级处理程序 　　发送: 用户组包并发送 接收: 抓取消息包并放入计算进程　　　　　　　 用户级 active message 的实现 3, 软件层 　user applications message passing protocol active messages network interface 　不进操作系统核心 4，用户层 　为了消除进出ＯＳ和内存copying的额外开销