JP6959141B2 - スケーラブルなイベント駆動型計算システムのための異種メモリ構造をもつネットワークおよび階層型ルーティングファブリック - Google Patents
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Description
−複数の計算ノードおよび複数のメモリ回路を備える電子アレイであって、電子アレイは、到着イベントを受信するよう(特にローカルメモリを使用して入力イベントまたは到着イベントを識別するよう)構成され、各計算ノードは、個々の計算ノードにより受信された到着イベントが所定の基準を満足すれば、データパケットを備えるイベントを生成するように構成されている、電子アレイと、
−宛先アドレスと、追加のソース情報(例えばソースコアID、特に仮想ソースコアID、例えば下記参照)とを、個々のデータパケットに付加するように構成されている回路と、
−迅速なコア内接続性を提供する、および/またはコア間のための中間レベルの第2ルータ(R2)およびチップ間(またはユニット間またはタイル間)接続性のためのより上位レベルの第3ルータ(R3)にイベントを伝達する、ローカル第1ルータ(R1)と、
−コア内のメモリ回路すべてに到着イベントを並行してブロードキャストするブロードキャストドライバと、
を備える。
−前記データパケットの、ルートペイロードおよび特に仮想ソースコアIDを格納するように構成されたプログラム可能メモリ(例えばデジタルローカルメモリのアレイ)と、
−前記メモリに格納されたプログラムされたルート割り当てに応じて、ルートペイロードおよび特に仮想ソースコアIDを個々のデータパケットに付加するように構成された少なくとも1つの回路と、
をさらに備える。
−相互接続された複数のコア回路を備えるネットワークを準備するステップであって、各コア回路は、複数の計算ノードおよび複数のメモリ回路を備えた電子アレイを備える、ステップと、
−個々の計算ノードにより受信された到着イベントが所定の基準を満足すれば、データパケットを備えるイベントを計算ノードにより生成するステップと、
−生成されたイベントを、各コア回路が備えるローカル第1ルータによって、そのイベントのコア回路の中で分配するステップであって、前記メモリに格納されているプログラムされたルート割り当てに応じて、個々のデータパケットに、個々の第1ルータによって宛先アドレス、および特に追加の仮想ソースコアIDが付加される、ステップと、
−個々の第1ルータによって、個々のコア回路内のメモリ回路すべてに到着イベントを並行してブロードキャストするステップと、
−個々のデータパケットに付加された宛先アドレスに従って、同じユニットの中のコア回路により生成されまたは同じユニットの中のコア回路をターゲットとするイベントを、中間レベルの個々の第2ルータによって分配するステップと、
−個々のデータパケットに付加された宛先アドレスに従って、より上位レベルの個々の第3ルータによって異なるユニットにイベントを分配するステップと、
を含む。
−迅速なコア内回路接続性を提供する複数のローカル第1ルータ(R1)であって、ローカル第1ルータ(R1)は、各コア回路に割り当てられるように構成され、個々の第1ルータ(R1)は、
−個々の第1ルータが割り当てられているのと同じコア回路にイベントのソースおよび宛先が位置する該イベントのデータパケットを分配するように構成されている、ローカル第1ルータと、
−複数のブロードキャストドライバであって、各ブロードキャストドライバは、コア回路の1つに割り当てられて到着イベントをその関連するコア回路内のメモリ回路すべてに並行して伝達するように構成されている、複数のブロードキャストドライバと、
−コア間接続性を提供するように構成された複数の第2ルータ(R2)であって、特に、第2ルータは、個々のデータパケットが備えるルートペイロードに従ってイベントを分配するように構成されている、複数の第2ルータ(R2)と、
−チップ間(またはユニット間またはタイル間)接続性を提供するように構成された複数の第3ルータ(R3)であって、特に、第3ルータは、個々のデータパケットが備えるルートペイロードに従ってイベントを分配するように構成されている、複数の第3ルータ(R3)と、
を備える。
Claims (16)
- いくつかのユニット(6)上に配列された、相互接続された複数のコア回路(10)を備えるネットワークであって、各コア回路(10)は、
−複数の計算ノード(90)および複数のメモリ回路(80)を備える電子アレイ(8、9)であって、前記電子アレイ(8、9)は、到着イベントを受信するように構成され、各計算ノード(90)は、個々の前記計算ノード(90)により受信された到着イベントが所定の基準を満足すると、データパケットを備えるイベントを生成するように構成されている、前記電子アレイ(8、9)と、
−宛先アドレスと、仮想ソースコアIDを含む追加のソース情報とを、個々の前記データパケットに付加するように構成されている回路と、
−コア内接続性を提供し、コア間接続性のための中間レベルの第2ルータ(R2)にイベントを伝達する、コア回路(10)内のローカル第1ルータ(R1)であって、前記第2ルータ(R2)は、ユニット間接続性のためのより上位レベルの第3ルータ(R3)にイベントを伝達するように構成されている、ローカル第1ルータ(R1)と、
−前記コア回路(10)内の前記メモリ回路(80)すべてに到着イベントを並行してブロードキャストするブロードキャストドライバ(7)と、
を備える、ネットワーク。 - 前記ネットワークは、前記コア回路(10)を相互接続するイベントルーティングシステム(R1、R2、R3)をさらに備え、前記イベントルーティングシステムは、前記ローカル第1ルータ(R1)、中間レベルの第2ルータ(R2)およびより上位レベルの第3ルータ(R3)を備え、前記ルータの全体は、階層型構造を形成することを特徴とする、請求項1に記載のネットワーク。
- 前記ネットワークは、
ルートペイロード、すなわち、個々の前記データパケットの一部、に従ってイベントをルーティングするように構成されている少なくとも1つの制御回路を備え、
前記ネットワークは、
−前記データパケットのためのルートペイロードおよび仮想ソースコアIDを格納するように構成されたプログラム可能メモリと、
−前記プログラム可能メモリに格納されたプログラムされたルート割り当てに応じて、ルートペイロードおよび仮想ソースコアIDを前記個々のデータパケットに付加するように構成された少なくとも1つの回路と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載のネットワーク。 - 前記コア回路(10)は、ユニット(6)に、モジュラータイル(6)またはチップ(6)の形態で配列され、各ユニット(6)は、前記コア回路(10)のいくつかを備え、各ユニット(6)は、前記第1ルータ(R1)のうちの1つを備え、前記第1ルータ(R1)はそれぞれ、前記ルータ(R1、R2、R3)の全体により形成される階層型構造内に配置されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のネットワーク。
- 前記階層型構造は、前記第1ルータ(R1)を備える最下位レベルを備え、前記第1ルータ(R1)は、同じ前記コア回路(10)にイベントのソースおよび宛先が位置する前記イベントを分配するように構成されていることを特徴とする、請求項2または4に記載のネットワーク。
- 前記階層型構造は、前記第2ルータ(R2)を備える少なくとも1つの中間レベルを備え、前記第2ルータ(R2)は、同じ前記ユニットの中のコア回路(10)により生成されまたは同じ前記ユニットの中のコア回路(10)をターゲットとするイベントを分配するように構成されていることを特徴とする、請求項2、4、および5のいずれか一項に記載のネットワーク。
- 前記階層型構造は、異なるユニット(6)にイベントを分配するように構成されている前記第3ルータ(R3)を備える最上位レベルを備え、前記第3ルータ(R3)は、2次元メッシュ状に配列されることを特徴とする、請求項2、4、5、および6のいずれか一項に記載のネットワーク。
- 前記ルータ(R1、R2、R3)は、前記ルータにより形成された階層型構造に配置され、異なるレベルにおける異なる非同期ルーティングスキームを整合させるために、ソースアドレスと、前記コア回路(10)内で前記計算ノード(90)により生成された前記データパケットとを対応付けることにより、前記階層型構造の前記異なるレベルにおける前記異なるルーティングスキームが共存することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のネットワーク。
- 前記ネットワークは、人工的なニューロンネットワークであり、各計算ノード(90)は、ニューロンを形成し、前記メモリ回路(80)それぞれは、シナプスを形成し、前記計算ノード(90)は、到着イベントを集積して、前記集積されたイベントにより形成される信号が始動閾値を超えるとイベントを生成するよう設計されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のネットワーク。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のネットワークを使用して、ネットワーク内でイベントをルーティングする方法であって、前記方法は、
−相互接続された複数のコア回路(10)を備えるネットワークを準備するステップであって、各コア回路(10)は、ローカル第1ルータ(R1)と、複数の計算ノード(90)および複数のメモリ回路(80)を備えた電子アレイ(8、9)とを備える、ステップと、
−前記計算ノード(90)により受信された到着イベントが所定の基準を満足すると、データパケットを備えるイベントを前記計算ノード(90)により生成するステップと、
−メモリ(2、3)に格納されているプログラムされたルート割り当てに応じて、前記データパケットに、宛先アドレス、および追加の仮想ソースコアIDを付加するステップと、
−前記生成されたイベントを、前記コア回路(10)が備える前記ローカル第1ルータ(R1)によって、前記イベントが生成されたコア回路(10)の中で分配するステップと、
−前記個々の第1ルータ(R1)によって、個々の前記コア回路(10)内の前記メモリ回路(80)すべてに到着イベントを並行してブロードキャストするステップと、
−前記個々のデータパケットに付加された前記宛先アドレスに従って、同じユニット(6)の中のコア回路(10)により生成されまたは同じユニット(6)の中のコア回路をターゲットとするイベントを、中間レベルの個々の第2ルータ(R2)によって分配するステップと、
−前記個々のデータパケットに付加された前記宛先アドレスに従って、前記より上位レベルの個々の第3ルータ(R3)によって異なるユニット(6)にイベントを分配するステップと、
を含む方法。 - 相互接続された複数のコア回路(10)を備えるネットワークにおいてイベントをルーティングするためのルーティングファブリックであって、各コア回路は、複数の計算ノード(90)および複数のメモリ回路(80)を備えた電子アレイ(8、9)を備え、前記ルーティングファブリックは、
−コア内回路接続性を提供する複数のローカル第1ルータ(R1)であって、ローカル第1ルータ(R1)は、各コア回路(10)に割り当てられるように構成され、個々の前記第1ルータ(R1)は、前記個々の第1ルータ(R1)が割り当てられているのと同じ前記コア回路(10)にソースおよび宛先が位置するイベントのデータパケットを分配するように構成されている、前記ローカル第1ルータ(R1)と、
−複数のブロードキャストドライバ(7)であって、各ブロードキャストドライバ(7)は、前記コア回路(10)の1つに割り当てられて到着イベントをその関連するコア回路(10)内の前記メモリ回路(80)すべてに並行して伝達するように構成されている、前記複数のブロードキャストドライバ(7)と、
−コア間接続性を提供するように構成された複数の第2ルータ(R2)であって、前記第2ルータ(R2)は、個々の前記データパケットが備えるルートペイロードに従ってイベントを分配するように構成されている、前記複数の第2ルータ(R2)と、
−チップ間接続性を提供するように構成された複数の第3ルータ(R3)であって、前記第3ルータ(R3)は、前記個々のデータパケットが備える前記ルートペイロードに従ってイベントを分配するように構成されている、前記複数の第3ルータ(R3)と、
を備える、ルーティングファブリック。 - 複数のタイル/チップ(6)を含むVLSI回路であって、
前記タイル/チップ(6)は、複数のコア(10)を含み、
前記コア(10)は、生物学的ニューロンをシミュレートする回路(90)およびシナプスをシミュレートする回路(80)を含み、
前記コア(10)は、複数のニューロン回路(90)を含み、
前記ニューロン回路(90)は、対応するシナプス回路(80)によって受信および受け入れられた複数のイベントを統合し、前記統合された信号がトリガーしきい値を超えるとスパイクイベントを生成し、
前記コア(10)はまた、前記コア内に回路接続を提供するためのコアルータR1を含み、
前記タイル/チップ(6)はさらに、前記コア間の接続を提供するためのチップルータR2と、前記タイル/チップ(6)間の接続を提供するためのメッシュルータR3とを含み、
前記コアルータR1は、イベントを前記チップルータR2に送信または/および受信し、前記チップルータR2は、イベントを前記メッシュルータR3に送信または/および受信し、
1つのタイル/チップ(6)上に、前記コアルータR1、前記チップルータR2、および前記メッシュルータR3が、ツリー構造を形成し、
前記メッシュルータR3は2次元メッシュに配列されている、VLSI回路。 - 前記コア(10)はまた、前記コアルータR1がイベントを受信した後に、ブロードキャストドライバ(7)を介してシナプスアレイ(8)にブロードキャストするように構成された前記ブロードキャストドライバ(7)を含み、前記シナプスアレイ(8)は、複数の前記シナプス回路(80)を有する、請求項12に記載のVLSI回路。
- 各タイル/チップ(6)は1つのメッシュルータR3を有しており、前記メッシュルータR3は、前記ツリー構造を2次元メッシュ状に相互接続する、請求項12に記載のVLSI回路。
- 前記チップルータR2は、3つのレベル/レイヤ分岐を有する、または1つのレベル/レイヤ分岐のみを有する、請求項12に記載のVLSI回路。
- 前記ニューロン回路(90)がスパイクイベントを生成すると、前記スパイクイベントのアドレスが前記コアルータR1に送信され、
前記コア(10)は、前記スパイクイベントの宛先を格納するように構成され、前記コアルータR1によってアクセス可能である宛先LUT(3)をさらに含む、請求項12に記載のVLSI回路。
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