片上Mesh光互连网络节点用光学路由器的研究

基本信息
批准号:61575187
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:杨林
学科分类:
依托单位:中国科学院半导体研究所
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈乔杉,郭春明,贾浩,夏玉昊
关键词:
片上光互连网络光学路由器电光调谐硅基波导MachZehnder光开关
结项摘要

The performance of multi-core processor is determined not only by the performances and number of the processor cores but also by the communication efficiency among them. As the multi-core processor continuously demands larger communication bandwidth, electrical network-on-chip is becoming the bottleneck for improving the performance of multi-core processor due to its high power consumption, low communication bandwidth and high latency. Photonic network-on-chip is considered as a promising cadidate to overcome these problems. Mesh photonic network-on-chip is achieving much attention due to its no-blocking routing, high throughput, good scalability and simple routing control. Optical router is responsible for the data switching in the node of photonic network-on-chip..We propose an optical router with 50% less optical switches and 28% lower power consumption than the previously reported architectures. Most reported optical routers are based on thermo-optic microring optical switch and have the bottlenecks in optical bandwidth, temperature sensitivity and process tolerance. This proposal is intended to study the optical router for Mesh photonic network-on-chip, which is based on electro-optic Mach-Zehnder optical switch. We will study the architecture of the optical router and perform the device design, fabrication and characterization. An optical router with the response speed of 200 MHz and data throughput of 2.5 Tbit/s will be realized.

多核处理器的性能不仅取决于处理核的数目与性能,而且取决于处理核之间的通信效率。随着多核处理器对通信带宽的要求越来越高,电互连网络因高功耗、低带宽及高延迟成为制约多核处理器发展的一个瓶颈,光互连网络被认为是一个有前景的方案。Mesh光互连网络因为具有无阻塞、良好的吞吐性和可扩展性、易于控制等优点受到了广泛的关注。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的器件。. 我们提出了一种用于片上Mesh光互连网络的光学路由器结构,相对于已有结构,光开关数量降低50%,电功耗降低28%。已报道光学路由器大多基于热光调谐微环光开关构建,存在响应速率低、光学带宽低、温度敏感、工艺容差低等问题。我们拟开展基于电光调谐Mach-Zenhder光开关的光学路由器的研究,通过拓扑结构、单元器件、功能集成与制作工艺的研究,实现响应速率为200MHz、数据吞吐量为2.5Tb/s的光学路由器。

项目摘要

多核处理器的性能不仅取决于处理核的数目与性能,而且取决于处理核之间的通信效率。随着多核处理器对通信带宽的要求越来越高,电互连网络因高功耗、低带宽及高延迟成为制约多核处理器发展的一个瓶颈,光互连网络被认为是一个有前景的方案。Mesh光互连网络因为具有无阻塞、良好的吞吐性和可扩展性、易于控制等优点受到了广泛的关注。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的器件。.我们提出了一种用于片上Mesh光互连网络的光学路由器结构,相对于已有结构,光开关数量降低50%,电功耗降低28%。已报道光学路由器大多基于热光调谐微环光开关构建,存在响应速率低、光学带宽低、温度敏感、工艺容差低等问题。我们开展基于电光调谐Mach-Zenhder光开关的光学路由器的研究,通过拓扑结构、单元器件、功能集成与制作工艺的研究,实现数据吞吐量为8Tb/s的光学路由器。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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