HyPPI NoC：将混合等离子体技术引入光电片上网络

随着我们迈向数百核的时代，研究界见证了基于纳米光子学的光电片上网络设计的出现，以实现更高的网络吞吐量、更低的延迟和更低的动态功耗。然而，传统纳米光子学方案面临诸多限制，例如与电子器件相比器件占用面积大、因连续激光操作导致静态功耗高，以及由于大器件电容导致可实现数据速率的上限。纳米等离子体学是一项新兴技术，因其增强光-物质相互作用的潜力，有望在多项指标上带来变革性收益。本文提出并分析了一种混合光电片上网络，其集成了混合等离子体光子互连（HyPPI）——一种将光子学与等离子体学相结合的光学互连。我们通过用HyPPI链路增强网状网络，探索了多种光电网络混合方案，并将其与常规纳米光子学以及纯电子学所提供的等效方案进行比较。我们的设计空间探索表明，用HyPPI增强电子片上网络可带来高达1.8倍的性价比提升。为进一步验证我们的估算，我们使用NAS并行基准测试套件进行了基于轨迹的仿真。这些基准测试显示出高达1.64倍的延迟改善，且能耗增加可忽略不计。我们随后进一步利用HyPPI以及常规纳米光子学，对全光学片上网络进行了性能与成本预测。这些前瞻性预测表明，全HyPPI片上网络将比电子学节能两个数量级，并且比全光子片上网络面积效率高两个数量级。