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n维环网

/n-dimension torus network/
条目作者安学军

安学军

最后更新 2023-09-28
浏览 104
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一种采用环状拓扑的高性能多处理机互连网络,由个维度组成,每个维度内都是节点间首位相连的环状拓扑结构。

英文名称
n-dimension torus network
所属学科
计算机科学技术

源于英文名Torus,对于n维的环状网络又称为ND Torus。早期的环状网络起源于令牌网中。后来随着节点数增多等挑战,人们通过增加维度的方式来提高其网络通信性能。多用于片上网络上的多处理器互连和超算中的多节点互连。

一般来说,-维环网是拥有个维度的多维立方体结构,由个节点构成,其中表示第维的节点数。环上的每一个节点都可以用一个维向量表示,;节点与节点相连接的条件是存在使得,而对所有的,有。二维环网及三维环网结构见图1、图2。

图1 二维环网示意图图1 二维环网示意图

图2 三维环网示意图图2 三维环网示意图

在超算领域,国际上超级计算机500强(TOP500)列表中,许多超级计算机都使用了三维环网。在超算网络设计中,这样的拓扑可以实现较低的成本,但由于容易出现单条链路多路复用的问题,相较于胖树等高成本拓扑结构,性能得不到完美保证。常见的例如,美国国际商业机器(IBM)公司的Blue Gene/L和Blue Gene/P,以及Cray XT3;日本富士通公司的称为Tofu的六维环网。

在片上多核处理器设计中,这种拓扑结构与物理结构设计非常匹配。在低尺寸的情况下,其具有均匀短的导线,不需要中继器即可实现高速操作,从而延迟要低得多,吞吐量要高得多。

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