Electrical to Optical Interface for ONoC

Interface Electrique/Optique pour un ONoC

Dung Pham Van (1) , Daniel Chillet (1) , Cedric Killian (1) , Olivier Sentieys (1) , Sébastien Le Beux (2) , Ian O'Connor (2)

1 CAIRN - Energy Efficient Computing ArchItectures with Embedded Reconfigurable Resources
2 INL - CSH - INL - Conception de Systèmes Hétérogènes

Optical Network-on-Chips are nowadays a mature technology which can be embedded in high performance multi-processors to support high bandwidth communications. This technology enables the use of several wavelengths for the same communication to increase the bandwidth and decrease the communication time. Nevertheless, supporting such high bandwidth need efficient interface between electrical and optical domains. This paper presents the interface developed to manage the wavelength allocation, but also to support the management of laser power in order to reduce the power consumption. This power consumption reduction by exploiting the tradeoff between data encoding in electrical domain and energy needed in optical domain to produce wavelengths through lasers.

La photonique sur silicium a fait d'énormes progrès depuis quelques années, permettant d'intégrer des composants optiques au sein d'architectures multi-couches. Dans ce contexte, il est donc maintenant possible de proposer l'intégration de NoC optique (ONoC) au sein d'une architecture multiprocesseurs afin de supporter deséchangesdeséchanges extrêmement efficaces entre les coeurs de calcul. Une communication dans un ONoC s'effectue alors via des lasers, utilisable enparalì ele sur des longueurs d'ondes distinctes, permettant la transmission d'information sériè a 10Gbit/s sur chacune d'elles. Toutefois, pour bénéficier de ces débits, lesélémentsleséléments clés de l'association d'un ONoC au sein d'une architecturé electrique sont les interfacesélectriqueinterfacesélectrique ↔ optique qui doivent pouvoir supporter des fréquences de conversionparalì ele/sérié elevées. Cet article se situe dans ce contexte et propose une interface pour la gestion d'un NoC optique pour deséchangesdeséchanges entre des tâches réparties sur différents coeurs d'une architecture multi-coeurs. L'interface proposée permet de supporter l'allocation de longueurs d'ondes et permetégalementpermetégalement une gestion de la consommationénergétiqueconsommationénergétique via l'utilisation de codes correcteurs d'erreurs afin de réduire la puissance d'´ emission des lasers. Cet article illustre le fonctionnement de cette interface et donne les résultats d'implémentation de celle-ci pour une technologie FDSOI 28nm.

Domaines: Micro et nanotechnologies/Microélectronique; Architectures Matérielles [cs.AR]; Technologies Émergeantes [cs.ET]

Dung Pham Van, Daniel Chillet, Cedric Killian, Olivier Sentieys, Sébastien Le Beux, et al.. Interface Electrique/Optique pour un ONoC. GRETSI 2017 - XXVIème colloque, Sep 2017, Juan les Pins, France. pp.1-4. ⟨hal-01655417⟩