PULSE：工作于纳秒时间尺度的光路交换数据中心架构
网络与互联网体系结构
2023-07-19 v2 分布式、并行与集群计算
摘要
我们提出 PULSE，一种由分布式硬件调度器控制的亚微秒光路交换数据中心网络架构。PULSE 是一种扁平架构，使用基于并行无源耦合器的广播与选择网络。我们采用一种新颖的收发器架构进行动态波长-时隙选择，以实现低至 O(100ps) 的重构时间，建立 O(10ns) 的时隙。一种时钟周期为 2.3ns 的新颖调度算法执行多次迭代以最大化吞吐率、波长利用率并降低延迟，从而提升整体性能。为进行扩展，单跳 PULSE 架构通过使用 64 节点机架中每个节点的多个收发器，采用互不相交的子网络。在重构电路时长（epoch = 120 ns）下，该调度算法对 64 个波长实现了高达 93% 的吞吐率和 100% 的波长利用率，产生的平均延迟范围为 0.7-1.2 微秒，最佳情形中位延迟 0.4 微秒、尾延迟 5 微秒，受限于时隙（20 ns）与 epoch 大小（120 ns）。我们展示了 4096 节点 PULSE 架构如何允许跨子网络复用多达 260k 光通道，以 85 pJ/bit 的能耗实现 25.6 Pbps 的容量。
引用
@article{arxiv.2002.04077,
title = {PULSE: Optical circuit switched Data Center architecture operating at nanosecond timescales},
author = {Joshua L. Benjamin and Thomas Gerard and Domaniç Lavery and Polina Bayvel and Georgios Zervas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04077},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 12 figures