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面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的扁平化、低時延、可重構(gòu)光電混合互連系統(tǒng)

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、分布式AI等數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的部署，大規(guī)模計算集群（數(shù)據(jù)中心、分布式AI集群、高性能計算集群）的體系結(jié)構(gòu)、通信模式、流量狀態(tài)、應(yīng)用需求發(fā)生了極大的改變，上述改變對計算網(wǎng)絡(luò)的吞吐、時延、帶寬提出了極大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)電互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線纜開銷巨大、設(shè)備數(shù)量過多、可集成端口密度有限、網(wǎng)絡(luò)能耗難以優(yōu)化等問題，與電互連技術(shù)相比，光互連具有高帶寬、低能耗、低開銷、低時延等特點，具有較大潛力滿足數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用對傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)能耗、傳輸時延、通信邏輯適配等方面的需求，但受到緩存、交換粒度的影響，純光互連網(wǎng)絡(luò)難以承載突發(fā)性強、數(shù)據(jù)量小、實時性高的通信任務(wù)，因此，充分結(jié)合光、電互連技術(shù)的優(yōu)點，研究面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的扁平化、低時延、可重構(gòu)光電混合網(wǎng)絡(luò)，對于突破新型計算網(wǎng)絡(luò)所面臨的功耗、吞吐、時延、擴展性等方面的挑戰(zhàn)至關(guān)重要。圍繞下一代數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用對互連網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低時延、低能耗、高擴展性的需求，展開高容量、低開銷、可重構(gòu)、扁平化光電混合互連架構(gòu)的研究。結(jié)合光、電交換技術(shù)的特點，設(shè)計高擴展、低復(fù)雜度、大容量、低能耗的光電混合互連拓撲結(jié)構(gòu)；研究低開銷、快速響應(yīng)的光電路/光分組交換控制系統(tǒng)，設(shè)計面向快速光交換計算的調(diào)度算法；研究低阻塞、多粒度、高連通性的光交換機制及交換芯片；構(gòu)建高性能光電混合互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原型，部署典型應(yīng)用測試基準，驗證光電混合網(wǎng)絡(luò)的潛在優(yōu)勢，為下一代計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的技術(shù)革新提供理論和實踐指導。

西安電子科技大學 2022-06-17

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