HPC中光互连网络体系结构的研究的中期报告.docx
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HPC中光互连网络体系结构的研究的中期报告光互连网络体系结构是高性能计算(HPC)系统中的一种新型网络体系结构。与传统的电互连网络不同,它采用光纤作为信息传输媒介,具有带宽大、延迟低等优点,可以满足HPC系统中高速数据传输的需求。本中期报告主要介绍了光互连网络体系结构在HPC系统中的应用研究进展。首先,对于光互连网络的基本原理和特点进行了简单介绍。然后,从光互连网络体系结构设计和优化两个方面,分别从网络拓扑结构、光路路由和流控三个方面进行了详细的研究分析。在网络拓扑结构研究方面,当前的研究主要集中在全局拓扑结构和局部拓扑结构两个方面。全局拓扑结构考虑了整个HPC系统的规模,采用大规模非阻塞全连通(Fat-Tree)和准全连通(BCube)等拓扑结构;局部拓扑结构则是针对单个节点内部的网络设计,包括全互连(FullyConnected)、环互连(Ring)、基于中央交换的互连(Switch-Centric)等。光路路由研究方面主要考虑如何通过动态调度光通路来实现高速数据传输。目前的研究主要聚焦在以下两个方面:一是设计高效的光路调度算法,如基于虚拟通道的光路调度算法,以及动态多目标优化算法(Pareto),旨在最大限度地提高整个系统的性能;二是设计实现简便的光路控制器。近些年,针对于前者的研究已经取得了很大的进展,如研究了各种光路调度算法,如基于虚拟通道的光路调度算法,以及动态多目标优化算法(Pareto),以提高整个系统的性能;而对于后者,研究一直在努力实现一个解决方案,即实现一个简便有效、易于管理和整合的光路网络控制器。最后,本报告介绍了未来可能的研究方向,包括更为细节化的光互连网络拓扑结构研究、新型芯片互连结构的设计、光路路由算法和软件定义网络(SDN)技术结合等。这些研究方向都有望为HPC系统中的数据传输提供更加稳定、快速的支持。