High-level modelling of optical integrated networks-based systems with the provision of a low latency controller

Abstract

As tendências de design para os sistemas multiprocessadores da próxima geração apontam para a integração de um grande número de núcleos de processamento, exigindo interconexões de alto desempenho. Uma solução a ser aplicada para melhorar a infraestrutura de comunicação em tais sistemas é o uso de redes on-chip, pois estas apresentam uma melhoria considerável na largura de banda e escalabilidade. Ainda assim, o número de núcleos integrados continua a aumentar ao mesmo tempo em que o sistema cresce, dessa maneira as interconexões metálicas em redes on-chip podem tornar-se um gargalo no desempenho. Como resultado, uma nova estratégia deve ser adotada para que essas questões sejam solucionadas. As Redes Ópticas Integradas (do inglês Optical Integrated Networks - OINs) são atualmente consideradas como um dos paradigmas mais promissores neste contexto de design: elas apresentam maior largura de banda, menor consumo de energia e baixa latência para transmitir informações. Além disso, trabalho recentes demonstram a viabilidade de OINs com suas tecnologias de fabricação disponíveis e compatíveis com CMOS. No entanto, os designers de OINs enfrentam vários desafios: • Atualmente, os controladores representam o principal gargalo na comunicação e são um dos fatores que limitam o uso de OINs. Portanto, novas soluções de controle de baixa latência são necessárias. • Designers não possuem ferramentas para modelar e validar OINs. A maioria das pesquisas atualmente está focada em projetar dispositivos e melhorar os componentes básicos, deixando o sistema sem melhorias. Neste contexto, para facilitar a implantação de sistemas baseados em OIN, este projeto de doutorado concentra-se em três contribuições principais: (1) o desenvolvimento da plataforma de simulação a nível de sistema; (2) a definição e o desenvolvimento de uma abordagem de controle eficiente para sistemas baseados em OIN e; (3) a avaliação, a nível do sistema, da abordagem de controle proposta usando a modelagem definida.