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Esta Seção apresenta os resultados obtidos para o cenário destacado na Figura 6.10(a). Con- forme observado no Capítulo 4, o tamanho da fila de armazenamento contribui para o controle da ocorrência de congestionamentos na rede. O objetivo é avaliar o poder de decisão em situações de carga acentuada na infraestrutura de comunicação. Emprega-se aqui uma versão da MoNoC com

filas de armazenamento de tamanho igual a 4 flits. Algumas das configurações da MoNoC relevan- tes nesta etapa são: dimensões 5x5, algoritmos complementares West first mínimo e East first mí-

nimo. As demais características são as apresentadas na Seção 5.2, onde se discute, por exemplo, o

mecanismo de arbitragem e o uso de canais virtuais.

Denomina-se o cenário de tráfego ilustrado na Figura 6.10(a) de interferência. Ele foi descri- to em quatro formatos diferentes, conforme a variação de sua taxa de transmissão de pacotes en- tre cada par, incluindo versões: (i) de 10% a 20%, (ii) de 20% a 30%, (iii) de 30% a 40% e (iv) de 40% a 50% da capacidade de transmissão de um canal. Tais taxas de comunicação são aquelas aplicadas entre os pares comunicantes que estão no caminho do par sob análise, conforme destaca a Figura 6.10(a). A influência na latência de comunicação do par sob análise é apresentada na Figura 6.11.

Os resultados apresentados na Figura 6.11 ilustram uma situação onde nenhuma adaptação é executada, tendo sido utilizado o algoritmo XY para o roteamento dos pacotes entre os pares o- rigem e destino. Conforme se pode observar, mesmo quando a taxa de comunicação entre os dife- rentes pares é baixa, a interferência causada na latência de comunicação é notória. Pode-se obser- var na Figura 6.11(a) que a latência de rede mantém-se baixa, porém o congestionamento acarreta atraso superior a quatro mil ciclos de relógio.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 6.11 – Latências obtidas para o cenário de tráfego Interferência quando não é realizada adaptação nas rotas de comunicação.

vinte mil ciclos de relógio. Tomando-se o mesmo cenário de tráfego apresentado na Figura 6.11, explorou-se a funcionalidade de adaptação da MoNoC. A Figura 6.12 detalha as latências alcança- das para o cenário de 10% a 20% da taxa de comunicação, similar àquela apresentada na Figura anterior. O presente documento omite os resultados para as demais taxas de comunicação, visto que os momentos de adaptação e os valores de latência ficaram muito próximos do mostrado na Figura 6.12.

Figura 6.12 – Latências obtidas para o cenário de tráfego interferência quando empregada a funcionalidade de adaptação de rotas na MoNoC.

Observando-se a Figura 6.12, pode-se notar um pico de latência, tanto de rede quanto de aplicação. Tal pico é causado pelo processo de adaptação, que envia pacotes de maior prioridade de transmissão pela rede, causando um congestionamento momentâneo na transferência de paco- tes de mais baixa prioridade. A Tabela 6.4 apresenta os valores de latência de rede e de aplicação dos doze primeiros pacotes transmitidos entre a origem e o destino sob análise. Pode-se observar que o pico de latência ocorreu durante a transmissão do nono pacote, momento em que uma nova rota estava sendo escolhida. A partir do décimo pacote, coluna destacada na Tabela 6.4, reduz-se a latência de rede em mais de 60% da média anterior, alcançando latências baixas, garantidas pelo uso de rotas livres de concorrência. Pode-se também observar a partir do décimo pacote, uma queda gradual da latência de aplicação, que se torna equivalente à latência de rede a partir do dé- cimo nono pacote.

Tabela 6.4 – Valores de latências obtidos para o cenário de tráfego interferência quando adaptada a rota de comunicação.

Identificação do Pacote 1 2 … 7 8 9 10 11 12 … 17 18 19 20 … Latência de rede 175 173 … 191 174 334 68 60 60 … 60 60 60 60 … Latência de aplicação 176 175 … 325 383 601 553 497 441 … 161 105 60 60 …

Para que a adaptação de rotas ocorra, faz-se necessária a abertura de uma sessão entre a origem de injeção de dados e o destino, característica detalhada no Capítulo 5. Os custos de tempo da abertura de uma sessão, do tempo de reação e do fechamento de uma sessão, capturados du- rante a simulação do cenário de tráfego interferência, são apresentados na Figura 6.13. Estes tem- pos são precisos, pois foram obtidos a partir de análise de formas de onda da simulação RTL. O tempo apresentado para abertura de sessão (78 ciclos de relógio) compreende desde o momento em que o elemento de processamento conectado à NI origem requisita a abertura de sessão (no instante 380 nanosegundos) até o momento em que tal requisição é atendida pela NI destino (no instante 1.940 nanosegundos).

Figura 6.13 – Custos de tempo de abertura/fechamento de sessão e adaptação de rota.

A fase de adaptação da rota mostrada na Figura tem início quando a NI destino detecta bai- xa injeção de dados (no instante 21.990 nanosegundos) e encaminha uma notificação à NI origem, informando descumprimento da taxa contratada, a qual é interpretada (no instante 22.720 nano- segundos), identificando-se uma possível ocorrência de congestionamento. Sabendo-se que a taxa

de 20% da capacidade de transmissão do canal, ou seja, 160 Mbps deveria ser atendida, define-se 8 (oito) rotas possíveis entre a origem e o destino da comunicação, que são investigadas na busca da menos congestionada. Os valores de ocupação de cada rota são apresentados na Tabela 6.5. A NI destino escolhe a nova rota (no instante 28.280 nanosegundos) e a origem de transmissão as- sume esta nova rota (no instante 29.920 nanosegundos). A Tabela 6.5 é apresentada a rota esco- lhida (rota 0x15) e destaca suas características. Ao todo, da detecção de queda na taxa de trans- missão até a definição de uma nova rota, consumiu-se cerca de 400 ciclos de relógio.

Tabela 6.5 – Carga de ocupação e de pico das rotas avaliadas durante a adaptação de rota.

Identificação da rota Carga total

(média) Pico de ocupação 0x06 69 96 0x09 30 88 0x0C 21 88 0x0F 12 82 0x12 6 29 0x15 2 11 0x18 8 55 0x1B 12 65

* Valores de carga e pico dados em número de ciclos de relógio

Os resultados de otimização de desempenho através da adequação da rota de comunicação entre um dado par comunicante mostrou bons resultados, conforme se pode notar pelos gráficos de latência, o custo em tempo para a adaptação da rota e sua escolha. Todavia, cenários estáticos de tráfego não são uma boa justificativa para o emprego de tal abordagem, pois propostas de solu- ção em tempo de projeto como as do Capítulo 3 podem gerar resultados melhores. Na Seção a se- guir explora-se o emprego de adaptação de rotas quando a ocupação da rede varia em tempo de execução.