借助高带宽存储器与芯片级光学实现路由器规模化
网络与互联网体系结构
2026-02-12 v1 硬件体系结构
摘要
本文旨在将计算包装行业的两种主要规模化变换应用于 internet 路由器：高带宽存储器 (HBM) 的异构集成以及芯片级光学技术。我们提出一种新型 internet 路由器架构，采用这些技术实现单集成包内的 petabit/sec 级路由器。顶层设计中，我们引入一种新型并行交换架构，将输入光纤在不进行处理的前提下进行空间划分，并将其分布到较小的独立交换器中，无需中间的 OEO 转换或针对每个数据包的精细负载均衡。这种被动空间划分使得在牺牲细粒度流量负载均衡精度方面实现规模化。然而，通过对 backbone 网络流量的广泛评估，我们表明与精调方法之间的差异较小。此外，我们提出一种基于 HBM 的共享存储器架构，用于实现较小的独立交换器，并引入一种新型并行帧交错算法，将流量封装到帧中，以循环交错方式实现 HBM 银行在峰值数据速率下的访问。我们进一步讨论了这些新技术为未来 internet 路由器设计带来的范式转变。最后，我们强调，功耗可能构成规模化的主要瓶颈。
引用
@article{arxiv.2602.10505,
title = {Scaling Routers with In-Package Optics and High-Bandwidth Memories},
author = {Isaac Keslassy and Ilay Yavlovich and Jose Yallouz and Tzu-Chien Hsueh and Yeshaiahu Fainman and Bill Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.10505},
year = {2026}
}