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三维片上网络跟踪路由技术研究.docx
资料介绍
三维片上网络跟踪路由技术研究
一、三维片上网络概述
随着摩尔定律逼近物理极限，集成电路工艺进入纳米尺度后，传统二维片上系统(SoC)的集成度与性能提升遇到了严重瓶颈。三维集成电路(3D IC)通过硅通孔(TSV)将多层裸片垂直堆叠，大幅缩短了互连线长度，提升了系统集成密度与通信带宽，成为后摩尔时代延续集成电路性能提升的核心技术方向之一。基于网络架构的三维片上网络(3D NoC)继承了二维片上网络(2D NoC)并行通信、可扩展性强的优势，结合三维堆叠的物理特性，成为三维众核系统主流的通信架构。
在三维片上网络中，路由算法决定了数据包从源节点到目的节点的传输路径选择，直接影响整个系统的通信延迟、吞吐量、能耗与可靠性等关键性能指标。跟踪路由(Trace-based Routing)作为一类依赖网络运行状态信息实现动态路径选择的路由策略，能够根据实时的网络拥塞、链路故障等状态调整传输路径，相比传统的确定性路由，在应对非均匀业务流量、动态工作负载以及链路故障场景时具有显著的性能优势，是当前三维片上网络路由领域的研究热点之一。
二、三维片上网络跟踪路由的核心概念
（一）跟踪路由的定义与本质
跟踪路由的核心思想是在路由决策过程中，利用已经完成传输的数据包所留下的路径信息，或者实时采集的网络状态轨迹，指导后续数据包的路径选择。与传统路由中基于静态拓扑规则或有限局部状态信息决策不同，跟踪路由能够挖掘历史传输信息中蕴含的网络流量分布、拥塞状态变化规律，从而做出更适配当前网络状态的路由选择，本质上是一种基于历史轨迹反馈的动态自适应路由策略。
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