Трёхмерные сети на кристалле (3D NoCs) становятся всё более распространёнными в многопроцессорных системах, их основная ценность заключается в значительном улучшении масштабируемости системы. Силиконовые сквозные переходы (TSV) являются ключевой технологией для вертикального межслойного соединения в сетях на кристалле. Однако межслойные соединения на базе TSV легко выходят из строя из-за производственных дефектов, старения компонентов и других факторов, что серьёзно влияет на надёжность системы. Для решения данной проблемы, особенно в сценариях 3D NoCs с архитектурой чиплетов, необходимо создать высоконадежные механизмы отказоустойчивости, чтобы обеспечить стабильную работу системы при отказах TSV. В данной статье предлагается новая архитектура отказоустойчивости под названием HyRAS, основанная на гибридном подходе с избыточностью и сериализацией, направленная на поддержание надёжности коммуникаций в сети на кристалле при постоянных сбоях вертикальных связей. Архитектура объединяет два взаимодополняющих механизма отказоустойчивости: во-первых, используется лёгкая пространственная избыточность, позволяющая через переиспользование общих ресурсов TSV снижать потери производительности из-за одиночных точечных отказов; во-вторых, для крупномасштабных серьёзных сбоев вводится адаптивный механизм последовательной передачи, эффективно управляющий оставшимися исправными линиями связи для поддержания глобальной связности сети. Проведены полнофункциональные симуляционные эксперименты на основе синтетических моделей трафика и реальных нагрузок для всесторонней проверки производительности предложенной архитектуры. Результаты показывают, что по сравнению с существующими основными решениями отказоустойчивости, при наличии крупномасштабных кластеров дефектов в реальных нагрузках, пропускная способность сети у архитектуры HyRAS повышается до 28,2%; аппаратные затраты контролируемы — площадь кристалла увеличивается лишь на 14,53% по сравнению с традиционными избыточными архитектурами, энергопотребление возрастает на 8,87%.

трёхмерные сети на кристалле;силиконовые сквозные переходы;избыточность;отказоустойчивость