2020 Fiscal Year Annual Research Report
Asymmetric fault-tolerant routing methods for NoCs with communication-function degradable routers
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18K11217
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
福士 将 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50345659)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ネットワークオンチップ / 耐故障ルーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，通信機能縮退型のネットワークオンチップ（NoC）ルータの構成方式を解明し，これを用いた非対称なルーティングの実現方法を確立することを目的としている．以下の研究を通じて，従来研究では考慮されてこなかった非対称性なルーティングの実現性を実証し，その効果を検証した．本手法は，ルーティング法の設計における新たな考え方を提示するものであり，NoCの高性能化・高信頼化に寄与するものである．
１.非対称な耐故障ルーティング法の開発: 2次元メッシュ結合のNoCを対象に，通信装置であるルータにおいて，特定方向の通信機能が故障である，または，特定方向の通信は通過可能であるという条件下で，非対称な耐故障ルーティング法を開発した．従来法との性能比較により，パケット転送時の平均遅延を最大約97%削減可能なことを明らかにした．
２.通信機能の縮退を可能にするNoCルータの開発: 非対称なルーティングを可能にするNoCルータの構成を解明した．本ルータの回路設計を行い，従来法と比較して，回路量を約64%削減可能であることを明らかにした．
３.2次元/3次元NoCへの拡張: 2次元メッシュ向けに開発した手法を，2次元トーラス/3次元メッシュ結合のNoCに対応可能な手法として拡張した．本手法は，故障が存在する状況下でも100%のパケット到達率を保証可能であり，平均遅延を約79%削減可能であり，スループットを約21%向上可能であることを明らかにした．
４.実アプリケーションを用いた性能評価: 並列システム向けのNASパラレルベンチマークを用いて，本ルーティング法がアプリケーションの実行時間に与える影響を評価した．ベンチマークの1つであるISを用いた場合，従来法と比較して，実行時間を約27~50%削減可能なことを明らかにした．
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