1、高性能互連網(wǎng)絡(luò)是高性能計(jì)算系統(tǒng)中的核心關(guān)鍵部件，其全局通信效率主要由網(wǎng)絡(luò)中路由器的交換效率所決定。高階路由器能夠降低網(wǎng)絡(luò)延遲、降低網(wǎng)絡(luò)成本、提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。現(xiàn)有的基于片上存儲(chǔ)的高階路由器難以提供大容量的緩存資源，難以適應(yīng)未來(lái)更高階、更高性能、支持更長(zhǎng)傳輸距離的高階路由器設(shè)計(jì)，在路由器向更高階數(shù)發(fā)展過(guò)程中將面臨可擴(kuò)展性問(wèn)題。探索基于片外2.5D封裝高性能存儲(chǔ)器的高階路由器交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，研究適合于高階路由器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于設(shè)計(jì)

2、實(shí)現(xiàn)新型高階路由器具有重要意義。
　　本文首先對(duì)高性能路由器交換結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析，指出現(xiàn)有高階交換結(jié)構(gòu)在向更高階擴(kuò)展時(shí)將面臨可擴(kuò)展性問(wèn)題。然后本文基于現(xiàn)有研究成果，分析總結(jié)了未來(lái)高階路由器進(jìn)一步提升帶寬、增加端口數(shù)可能面臨的困難和挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)上本文通過(guò)分析片外存儲(chǔ)交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，面向未來(lái)提出了一種基于2.5D封裝片外HBM高性能內(nèi)存的高階交換結(jié)構(gòu)。本文對(duì)該新型交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)相關(guān)實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究與實(shí)

3、現(xiàn)，如內(nèi)存共享訪問(wèn)調(diào)度機(jī)制、基于內(nèi)存塊管理的鏈表式DAMQ動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理策略的設(shè)計(jì)等。
　　本文為HBM高階交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)時(shí)鐘精確可配置的綜合驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)，并利用該平臺(tái)對(duì)HBM交換結(jié)構(gòu)的RTL代碼實(shí)現(xiàn)原型系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性能評(píng)估與測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該高階交換結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)眾多網(wǎng)絡(luò)端口對(duì)存儲(chǔ)器的高效共享訪問(wèn)，交換效率達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)也印證了本文所設(shè)計(jì)的交換結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐率、可擴(kuò)展性、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)等多個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素間的平衡，對(duì)