AIC Folded Multi-Ring NoC(折叠多环角到角路由)

6×8 AIC 的片上织物不是纯 2-D mesh hop 计数,而是 水平折叠多环 + 竖直跨距 + RBRG 站 的几何图。来源可视化按 26 mm × 33 mm 真比例 reticle 标注每类物理段,并对任意源/目的核求 最小周期最短路径

Source: corner-to-corner-route.html · 摘录 corner-to-corner-route.md

与教科书 Mesh and Torus Topology 对照:逻辑上仍是行列可寻址的 48 核阵列,物理上却是 沿行的双向环(含左右折叠)叠在竖直轨道上,更接近 Linear and Ring Topology 的 multi-ring + Topology Optimization Variants 的 Folding,而不是 WSE 式邻居 mesh。

Floorplan 常量

Reticle26,000 × 33,000 µm
Core field25,000 × 32,000 µm(边沿 E=500 µm)
阵列6 行 × 8 列 = 48 核,eid = r*8+c
PitchX 3130 µm,Y 5340 µm
线延迟400 µm / cyclecyc = ceil(ℓ / 400)(转弯服务除外)
水平轨12 条(每行一对,hi = 2r2r+1
竖直轨16 条(每列一对)

eid 注入到水平轨 hi = 2r + (c mod 2) 上、列 cCS/PIPE 中站hi%2 == c%2 → CS,否则 PIPE)。同核通信不进网。

站与微边

图规模(从 viz 构图还原):288 站、1920 端口节点、3456 条有向微边

微边 kind典型几何基周期角色
inject / eject105 µm1Core ↔ 中站
harm1125 µm3水平臂
gap40 µm1站间缝
vspan4460 µm12竖直跨距
straight RBRG420 µm2同轴穿站
near / far turn315 / 525 µm(几何)105 in + 5 out,几何含在服务里
hfold5180 µm13行对左右折叠
vfold405 µm2列顶底折叠
cs / pipe00中站穿过;Advanced extra 可加

RBRG 是 420×420 µm 站。转弯不是 ceil(ℓ/400):固定 ingress 5 + egress 5 = 10 cyc。Advanced 参数(straight/near/far extra、CS/PIPE extra、inject/eject extra、near/far FIFO wait)默认全 0,加在基周期之上。

路由:相位约束最短路

不是任意自适应。合法路径是一台小状态机,目标字典序最小 (total_cyc, µm, turns, steps, edge-id)

情形合法相位
同行 sr == dr只走水平;禁止 trans(H↔V 转弯)
跨行源行 H(phase 0)→ 第一次 H2V(phase 1)→ 仅当 ⌊hi/2⌋ == dest_row 才允许 V2H(phase 2)→ 目的行 H → eject

这是 维序思想的几何版:先水平、再竖直、再水平,且竖直必须打在目的行的轨对上。保序、路径集合受限,接近 Deterministic Routing and DOR,但代价函数是 周期+几何,不是 hop 数。同行最短路可以走 hfold 绕到对侧,而不强行转弯进竖直轨。

角到角与其它对(extras = 0)

默认 UI:Core 00 → Core 47。用同一构图与同一 Dijkstra 复现:

总周期几何turnsfolds备注
00 → 47(对角)194 cyc53,700 µm201 near + 1 far;无折叠
00 → 07(同行最远)102 cyc30,390 µm01H-only + 一次 hfold
00 → 08(下行邻核)43 cyc8,010 µm20两 near + 一段 vspan
00 → 01(邻列)36 cyc11,610 µm01短 H + hfold 竞速直臂
23 → 2498 cyc22,580 µm20跨行中部

对角 194 cyc 分解(基线、无 extra):

  • 非转弯运输:174 cyc(inject/eject、H 臂、gap、vspan、straight RBRG、CS/PIPE 0)
  • 2 × (5 in + 5 out) = 20 cyc 转弯服务
  • 194 = 174 + 20

相对 WSE 式「对角 hops × 单跳周期」:这里对角只有 两次转弯,延迟预算被 长竖直跨距(12 cyc)和大量 2 cyc straight RBRG 吃掉,而不是 48 核 mesh 的 hop 直径。

与既有拓扑页的关系

  • vs Mesh and Torus Topology:核阵列是 6×8,但链路不是四邻居 mesh;竖直是稀疏轨道,水平是折叠环。
  • vs Linear and Ring Topology:每行一对水平环,左右 hfold 把 wrap 折到邻轨(Folding 均匀线长)。
  • vs Topology Optimization Variants:hfold/vfold 是教科书 Folding 的 reticle 实例。
  • vs NoC Router 微架构:RBRG 把「直通 2 cyc / 转弯 10 cyc」做成站级服务,而不是通用 VA/SA 五级流水的抽象 hop。
  • vs Collective-Capable NoC:本页只覆盖 单播最短路时延;集合通信如何映射到多环未在该 viz 中给出。

开放问题

  • 动态随机流量下,相位约束最短路的 P99 与 FIFO wait extra 如何标定(viz 把 wait 留作旋钮,默认 0)。
  • 多播/all-reduce 是否复用同一 RBRG 树,还是另铺 color/TDM。
  • CS vs PIPE 中站在时序上除 extra 外是否还有协议差异(构图里基周期同为 0)。

相关页面

Citations

[1] corner-to-corner-route.html — interactive 6×8 AIC folded multi-ring viz [2] corner-to-corner-route.md — extracted constants and routing legality