[發明專利]基于光互連的并行訪問存儲系統

有效

• 申請號: 201410269550.3
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104035894B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 顧華璽;王康;楊銀堂;陳可;王小鷺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F13/14
• 分類號: G06F13/14;G06F12/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種基于光互連的并行訪問存儲系統，其特征在于，采用三維分層結構，它包括光傳輸層和存儲層，光傳輸層位于頂層，頂層以下其余層為存儲層；

所述光傳輸層，用于完成存儲層與系統外部的處理器核之間的光通信，該光傳輸層上設有N個光發射器，N個光接收器，N條U形波導，N²個寬帶發射微環，N²個寬帶接收微環，這些光接收器和光發射器位于光傳輸層的中部位置，且分兩排排列，每一排中的光接收器與光發射器交替放置，N條U形波導環繞光發射器與光接收器由中心向四周排列放置；

所述存儲層，放置有存儲單元，工作于鎖步模式的一組存儲單元的集合稱為rank，同一rank中的存儲單元垂直分布于不同存儲層上，所有存儲層上共有N個rank，在存儲層的每層上，N個存儲單元均勻放置，呈現網格分布排列，其中N等于2ⁿ，n為非負整數，0＜＜n＜＜log₂M，M取正整數，M為一根波導上可以傳輸的最大波長數。

2.根據權利要求1所述的基于光互連的并行訪問存儲系統，其特征在于，每個光發射器由一個發射控制器，M個窄帶發射微環和一段90°彎折發射波導構成；該發射控制器用于為存儲層發送來的電數據信息和電確認信息進行波長分配，該M個窄帶發射微環用于將電信息轉換為M個特定波長的光信息，該90°彎折發射波導用于將光發射器窄帶微環發送的光信息傳輸至U形波導上的寬帶發射微環，其一條邊上橫排放置M個窄帶發射微環，另一條邊與N條U形波導垂直相交；第i個rank光發射器的90°彎折發射波導與第k條U形波導的交叉點為t_ik，第1,2,…,N個rank光發射器90°彎折發射波導與U形波導交叉點構成發射交叉點矩陣T_N×N，1＜＜i,k＜＜N，i，k為正整數。

3.根據權利要求2所述的基于光互連的并行訪問存儲系統，其特征在于，光發射器用于一個rank向系統外部的處理器核發送光信息，它通過一條TSV發射簇連接存儲層一個rank中的存儲單元，該TSV發射簇為光傳輸層與存儲層之間的一組硅穿孔，用于實現光傳輸層與存儲層的電連接。

4.根據權利要求1所述的基于光互連的并行訪問存儲系統，其特征在于，每個光接收器由一個接收控制器，M個窄帶接收微環和一段90°彎折接收波導構成；該接收控制器用于控制讀寫請求信息有序訪問存儲層，該M個窄帶接收微環用于將M個波長的光信息轉化為電信息，該90°彎折接收波導的一條邊上橫排放置M個窄帶接收微環，另一條邊與N條U形波導垂直相交，用于將光波導上的讀寫訪問信息從寬帶接收微環傳輸至光接收器的窄帶接收微環；第i個rank光接收器的90°彎折接收波導與第k條U形波導的交叉點為r_ik，第1,2,…,N個rank中90°彎折接收波導與U形波導交叉點構成接收交叉點矩陣R_N×N，1＜＜i,k＜＜N，i，k為正整數。

5.根據權利要求4所述的基于光互連的并行訪問存儲系統，其特征在于，光接收器用于接收系統外部的處理器核向一個rank發送來的光信息，它通過一條TSV接收簇連接存儲層一個rank中的存儲單元，該TSV接收簇為光傳輸層與存儲層之間的一組硅穿孔，用于實現光傳輸層與存儲層的電連接。