دانلود ترجمه مقاله مدلسازی و تحلیل اثرات حرارتی در شبکه درون تراشه ای نوری مبتنی بر WDM

1. مقدمه 2. کارهای مرتبط 3. مدلسازی حرارتی سطح سیستم برای NOCS نوری مبتنی بر WDM 4. OTEMP: پلتفرم مدلسازی اثرحرارتی نوری 5. مطالعات موردی و تحلیل 6. نتیجه گیری

چکیده – سیستم درون تراشه ای چندپردازشگر، روند تجمیع دهها و صدها هسته پردازشگر در یک تراشه را نشان می دهد. با توسعه فتونیک سیلیکونی برای ارتباط نوری کوتاه برد، شبکه درون تراشه ای نوری مبتنی بر WDM (مالتی پلکس کردن بر اساس تفکیک طول موج) (ONoCs) در معماری ارتباطات درون تراشه ظهور یافته و بازده توان و پهنای باند بالایی پیشنهاد میدهند. حساسیت حرارتی ادوات فتونی، یکی از مسائل اصلی درباره اتصالات نوری درون تراشه می باشد. ما اثرات حرارتی اتصالات نوری در WDM-based ONoCs را بطور سیستماتیک مدلسازی کردیم. براساس مدلهای حرارتی پیشنهادی، OTemp را توسعه دادیم که پلتفرم مدلسازی اثرترمواپتیک برای اتصالات نوری در ONoCs تک طول موج و ONoCs مبتنی بر WDM می باشد. برای شبیه سازی مصرف توان و همچنین افت توان نور برای اتصالات نوری تحت تغییرات حرارتی، از OTempمی توان استفاده نمود. برای تحلیل کمّی مصرف توان در بدترین شرایط یک طول موج در اتصال نوری مبتنی بر WDM هشت طول موجی تحت پیکربندیهای مختلف تکنیک های وابسته به حرارت کم، از مطالعات موردی استفاده می کنیم. نتایج نشان می دهند که مصرف توان بدترین شرایط، با تغییرات حرارتی درون تراشهی بطور قابل توجهی افزایش می یابد. تنظیم مبتنی بر حرارت و تنظیمات ادوات نوری، به کاهش مصرف توان تحت تغییرات حرارتی اجازه می دهد. فرض کنید که لیزر حفره عمودی نشر کننده از سطح خارج تراشه بعنوان منبع لیزر با اسپیسینگ کانال WDM 1nm استفاده شود، اگر از تنظیم حرارت محور با حلقه های حفاظتی برای ریمپ کانال استفاده شود، مصرف توان کلی بدترین شرایط تحت تغییرات حرارتی ماکسیمم 60درجه سانتیگراد، 6.7 pJ/bit خواهد بود؛ اسپیسینگ کانال بزرگتر به بیشترین مصرف توان بدترین شرایط منجر خواهد شد. اگر ما از تنظیم حرارتی بدون ریمپ کانال استفاده کنیم، مصرف کل توان بدترین شرایط، تحت تغییرات حرارتی ماکسیمم 60درجه سانتیگراد،9.8 pJ/bit خواهد بود؛ در این مورد، مصرف توان بدترین شرایط از اسپیسینگ کانال بزرگتر بهره خواهد گرفت.

Multiprocessor systems-on-chip show a trend toward integration of tens and hundreds of processor cores on a single chip. With the development of silicon photonics for short-haul optical communication, wavelength division multiplexing (WDM)-based optical networks-on-chip (ONoCs) are emerging on-chip communication architectures that can potentially offer high bandwidth and power efficiency. Thermal sensitivity of photonic devices is one of the main concerns about the on-chip optical interconnects. We systematically modeled thermal effects in optical links in WDM-based ONoCs. Based on the proposed thermal models, we developed OTemp, an optical thermal effect modeling platform for optical links in both WDM-based ONoCs and single-wavelength ONoCs. OTemp can be used to simulate the power consumption as well as optical power loss for optical links under temperature variations. We use case studies to quantitatively analyze the worst-case power consumption for one wavelength in an eight-wavelength WDM-based optical link under different configurations of low-temperature-dependence techniques. Results show that the worst-case power consumption increases dramatically with on-chip temperature variations. Thermal-based adjustment and optimal device settings can help reduce power consumption under temperature variations. Assume that off-chip vertical-cavity surface-emitting lasers are used as the laser source with WDM channel spacing of 1 nm, if we use thermal-based adjustment with guard rings for channel remapping, the worst-case total power consumption is 6.7 pJ/bit under the maximum temperature variation of 60°C; larger channel spacing would result in a larger worst-case power consumption in this case. If we use thermal-based adjustment without channel remapping, the worst-case total power consumption is around 9.8 pJ/bit under the maximum temperature variation of 60°C; in this case, the worst-case power consumption would benefit from a larger channel spacing.

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 18 فایل ورد ترجمه)