采用多电平信令的光子片上网络：一项跨层比较研究
新兴技术
2021-10-13 v1
摘要
光子片上网络（PNoC）架构采用具有密集波分复用（DWDM）的光子链路来实现高吞吐量的片上传输。遗憾的是，为提高光子链路中的聚合数据率从而提升 PNoC 吞吐量而增大 DWDM 阶数（即使用更多波长），需要复杂且昂贵的激光源以及额外的光子硬件。这些额外硬件会给光子链路引入不期望的噪声，并增加 PNoC 的误码率（BER）、功耗与面积开销。为缓解这些问题，可采用 4 脉冲幅度调制（4-PAM）信令替代传统的通断键控（OOK）信令，从而将光子链路中用于达到目标聚合数据率所需的波长信号数量减半，同时降低串扰噪声、BER 与光子硬件的开销。文献中已有多种 4-PAM 调制器设计报道。例如，基于信号叠加（SS）、电数模转换器（EDAC）与光数模转换器（ODAC）的 4-PAM 调制器设计已有报告。然而，这些基于 SS、EDAC 与 ODAC 的 4-PAM 调制器如何被用于设计基于 DWDM 的光子链路与 PNoC 架构，尚待探索。本文对先前工作中的 SS、EDAC 与 ODAC 三类 4-PAM 调制器在其适用性与利用开销方面进行了广泛的链路级与系统级考察。从我们的链路级与 PNoC 级评估中观察到，基于 4-PAM EDAC 的光子链路与 PNoC 变体相较于基于 OOK、4-PAM SS 与 4-PAM ODAC 的链路与 PNoC 表现出更优的性能与能效。
引用
@article{arxiv.2110.06105,
title = {Photonic Networks-on-Chip Employing Multilevel Signaling: A Cross-Layer Comparative Study},
author = {Venkata Sai Praneeth Karempudi and Febin Sunny and Ishan G Thakkar and Sai Vineel Reddy Chittamuru and Mahdi Nikdast and Sudeep Pasricha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06105},
year = {2021}
}
备注
Submitted and Accepted to publish in ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems