تصميم موجه تكيفي خاص بالبنية FC-Mesh لتخفيض الطاقة المستهلكة على مستوى الشريحة

الملخص

يُعدّ الاستهلاك الزائد للطاقة من أهم المشاكل التي تعاني منها الشبكات المدمجة على الشريحة (NoC) Network-on-chip ، بالأخص عند النظر إلى موضوع قابلية التوسيع، حيث أنه من الضروري التحقق من مواضيع الطاقة والتقليل من استهلاكها أثناء التصميم بالنسبة لجميع مكونات بنية الشريحة، يمكن ذلك من خلال إجراء تعديلات على الأجزاء الداخلة في تكوين الشبكة، والتي لعلّ أبرزها أجهزة توجيه الشبكة نظراً لكونها العمود الفقري للبنية التحتية للاتصالات ضمن الشريحة. من هذا المنطلق تقترح ورقتنا البحثية تصميماً فعالاً لأجهزة التوجيه بدون استخدام مخازن مؤقتة مع تقنية تصميم موجهات تكيفية التوجيه ومرتبطة باتصالية العقد ضمن الشبكة ودرجة تعقيدها. تأتي مبررات التصميم من التكلفة الناتجة عن المخازن المؤقتة واستهلاكها العالي للطاقة فضلاً عن البساطة في التصميم، وأيضاً مراعاة خصوصية كل عقدة من حيث موقعها ودرجة تعقيدها في تصميم الموجهات بغية التقليل من استنزاف الموارد المتمثلة بمنافذ غير مستخدمة. تم تطبيق الموجه المقترح على بنية Mesh ذات التوصيل المتكامل (FC-Mesh)، وقد أظهرت نتائج المحاكاة التي أجريت على بنية الشبكة FC-Mesh بمقارنة الطريقة المقترحة في التصميم مع حالة استخدام مخازن مؤقتة وفق توجيه غير تكيفي بأن الطريقة المقترحة ساهمت بتخفيض معدل الطاقة المستهلكة بنسب تراوحت بين 22.9% وحتى 30.4% تبعاً لنمط حركة المرور المطبق، كما كان هناك زيادة بسرعة نقل البيانات من خلال الزيادة المحققة بالإنتاجية بنسب وصلت لـ 11.3%، وتخفيض بزمن التأخير حتى 9.6% عند ظروف تشغيل مختلفة للشبكة.