공유 캐시 결합 입출력 대기열(CIOQ) 스위칭 구조에서 발생하는 가상 출력 대기열 수준의 헤드 오브 라인(HOL) 블로킹, 캐시 오버플로우로 인한 패킷 손실 및 혼잡 확산 문제를 해결하고 성능과 안정성을 향상시키기 위해, 본 논문에서는 블로킹 제거 적응형 피드백 조절 설계를 제안한다. 신용량 기반 타임아웃 감지 메커니즘을 도입하여 이론적으로 100% 블로킹 없는 상태를 구현하여 HOL 블로킹의 영향을 크게 해소하였다. 제안된 가상 출력 대기열 동적 조절 알고리즘과 임계값 동적 적응 알고리즘이 함께 작용하여 캐시 오버플로우로 인한 혼잡 확산 위험을 줄여 시스템 전체 성능을 향상시킨다. 이론적 분석 및 실험 결과에 따르면, 전형적인 트래픽 시나리오에서 제안된 설계는 최대 처리량 1499.66 Gb/s, 최저 지연 83 ns를 달성하였다. 또한 유효 처리량 비율은 96.94%, 데이터 링크 계층 패킷 손실률은 0.61%, 패킷 손실률은 0.6%에 불과하다. 기존 CIOQ 아키텍처 및 입력 대기열 스위칭 아키텍처와 비교하여, 제안된 설계는 처리량을 각각 15.12% 및 20.55% 향상시키고, 포워딩 지연을 각각 26.9% 및 54.7% 단축하였으며, 시스템 안정성 또한 우수하여 복잡한 시나리오에서의 데이터 교환 요구를 충분히 충족한다.

공유 캐시 결합 입출력 대기열 스위치 아키텍처;헤드 오브 라인(HOL) 블로킹;혼잡 확산;적응형 피드백 조절;PCIe 인터커넥트 프로토콜