1,888 research outputs found

    Dynamic Voltage and Frequency Scaling for Wireless Network-on-Chip

    Get PDF
    Previously, research and design of Network-on-Chip (NoC) paradigms where mainly focused on improving the performance of the interconnection networks. With emerging wide range of low-power applications and energy constrained high-performance applications, it is highly desirable to have NoCs that are highly energy efficient without incurring performance penalty. In the design of high-performance massive multi-core chips, power and heat have become dominant constrains. Increased power consumption can raise chip temperature, which in turn can decrease chip reliability and performance and increase cooling costs. It was proven that Small-world Wireless Network-on-Chip (SWNoC) architecture which replaces multi-hop wire-line path in a NoC by high-bandwidth single hop long range wireless links, reduces the overall energy dissipation when compared to wire-line mesh-based NoC architecture. However, the overall energy dissipation of the wireless NoC is still dominated by wire-line links and switches (buffers). Dynamic Voltage Scaling is an efficient technique for significant power savings in microprocessors. It has been proposed and deployed in modern microprocessors by exploiting the variance in processor utilization. On a Network-on-Chip paradigm, it is more likely that the wire-line links and buffers are not always fully utilized even for different applications. Hence, by exploiting these characteristics of the links and buffers over different traffic, DVFS technique can be incorporated on these switches and wire-line links for huge power savings. In this thesis, a history based DVFS mechanism is proposed. This mechanism uses the past utilization of the wire-line links & buffers to predict the future traffic and accordingly tune the voltage and frequency for the links and buffers dynamically for each time window. This mechanism dynamically minimizes the power consumption while substantially maintaining a high performance over the system. Performance analysis on these DVFS enabled Wireless NoC shows that, the overall energy dissipation is improved by around 40% when compared Small-world Wireless NoCs

    Deadlock avoidance with virtual channels

    Get PDF
    High Performance Computing is a rapidly evolving area of computer science which attends to solve complicated computational problems with the combination of computational nodes connected through high speed networks. This work concentrates on the networks problems that appear in such networks and specially focuses on the Deadlock problem that can decrease the efficiency of the communication or even destroy the balance and paralyze the network. Goal of this work is the Deadlock avoidance with the use of virtual channels, in the switches of the network where the problem appears. The deadlock avoidance assures that will not be loss of data inside network, having as result the increased latency of the served packets, due to the extra calculation that the switches have to make to apply the policy.La computación de alto rendimiento es una zona de rápida evolución de la informática que busca resolver complicados problemas de cálculo con la combinación de los nodos de cómputo conectados a través de redes de alta velocidad. Este trabajo se centra en los problemas de las redes que aparecen en este tipo de sistemas y especialmente se centra en el problema del "deadlock" que puede disminuir la eficacia de la comunicación con la paralización de la red. El objetivo de este trabajo es la evitación de deadlock con el uso de canales virtuales, en los conmutadores de la red donde aparece el problema. Evitar el deadlock asegura que no se producirá la pérdida de datos en red, teniendo como resultado el aumento de la latencia de los paquetes, debido al overhead extra de cálculo que los conmutadores tienen que hacer para aplicar la política.La computació d'alt rendiment és una àrea de ràpida evolució de la informàtica que pretén resoldre complicats problemes de càlcul amb la combinació de nodes de còmput connectats a través de xarxes d'alta velocitat. Aquest treball se centra en els problemes de les xarxes que apareixen en aquest tipus de sistemes i especialment se centra en el problema del "deadlock" que pot disminuir l'eficàcia de la comunicació amb la paralització de la xarxa. L'objectiu d'aquest treball és l'evitació de deadlock amb l'ús de canals virtuals, en els commutadors de la xarxa on apareix el problema. Evitar deadlock assegura que no es produirà la pèrdua de dades en xarxa, tenint com a resultat l'augment de la latència dels paquets, degut al overhead extra de càlcul que els commutadors han de fer per aplicar la política

    Predictive and distributed routing balancing (PR-DRB) : high speed interconnection networks

    Get PDF
    Current parallel applications running on clusters require the use of an interconnection network to perform communications among all computing nodes available. Imbalance of communications can produce network congestion, reducing throughput and increasing latency, degrading the overall system performance. On the other hand, parallel applications running on these networks posses representative stages which allow their characterization, as well as repetitive behavior that can be identified on the basis of this characterization. This work presents the Predictive and Distributed Routing Balancing (PR-DRB), a new method developed to gradually control network congestion, based on paths expansion, traffic distribution and effective traffic load, in order to maintain low latency values. PR-DRB monitors messages latencies on intermediate routers, makes decisions about alternative paths and record communication pattern information encountered during congestion situation. Based on the concept of applications repetitiveness, best solution recorded are reapplied when saved communication pattern re-appears. Traffic congestion experiments were conducted in order to evaluate the performance of the method, and improvements were observed.Les aplicacions paral·leles actuals en els Clústers requereixen l'ús d'una xarxa d'interconnexió per comunicar a tots els nodes de còmput disponibles. El desequilibri en la càrrega de comunicacions pot congestionar la xarxa, incrementant la latència i disminuint el throughput, degradant el rendiment total del sistema. D'altra banda, les aplicacions paral·leles que s'executen sobre aquestes xarxes contenen etapes representatives durant la seva execució les quals permeten caracteritzar-les, a més d'extraure un comportament repetitiu que pot ser identificat en base a aquesta caracterització. Aquest treball presenta el Balanceig Predictiu de Encaminament Distribuït (PR-DRB), un nou mètode desenvolupat per controlar la congestió a la xarxa en forma gradual, basat en l'expansió de camins, la distribució de trànsit i càrrega efectiva actual per tal de mantenir una latència baixa. PR-DRB monitoritza la latència dels missatges en els encaminadors, pren decisions sobre els camins alternatius a utilitzar i registra la informació de la congestió sobre la base del patró de comunicacions detectat, utilitzant com a concepte base la repetitivitat de les aplicacions per després tornar a aplicar la millor solució quan aquest patró es repeteixi. Experiments de trànsit amb congestió van ser portats a terme per avaluar el rendiment del mètode, els quals van mostrar la bondat del mateix.Las aplicaciones paralelas actuales en los Clústeres requieren el uso de una red de interconexión para comunicar a todos los nodos de cómputo disponibles. El desbalance en la carga de comunicaciones puede congestionar la red, incrementando la latencia y disminuyendo el throughput, degradando el rendimiento total del sistema. Por otro lado, las aplicaciones paralelas que corren sobre estas redes contienen etapas representativas durante su ejecución las cuales permiten caracterizarlas, además de un comportamiento repetitivo que puede ser identificado en base a dicha caracterización. Este trabajo presenta el Balanceo Predictivo de Encaminamiento Distribuido (PR-DRB), un nuevo método desarrollado para controlar la congestión en la red en forma gradual; basado en la expansión de caminos, la distribución de tráfico y carga efectiva actual, a fin de mantener una latencia baja. PR-DRB monitorea la latencia de los mensajes en los encaminadores, toma decisiones sobre los caminos alternativos a utilizar y registra la información de la congestión en base al patrón de comunicaciones detectado, usando como concepto base la repetitividad de las aplicaciones para luego volver a aplicar la mejor solución cuando dicho patrón se repita. Experimentos de tráfico con congestión fueron llevados a cabo para evaluar el rendimiento del método, los cuales mostraron la bondad del mismo
    corecore