计算机研究与发展

作者：董文阔,殷春锁,张志锰,王鹏超,沙江,王梦雅,朱旻琦,刘宏伟,刘宇航,郝沁汾,

关键词：晶圆级计算机, 高性能计算, 智能计算, 标准化I/O设计, 可重构晶上网络,

晶圆级计算机通过先进封装技术集成多芯粒，突破传统芯片面积限制实现算力扩展，但现存方案因领域专用化设计难以满足通用计算需求.面向高性能计算与智能计算场景的负载特征，提出一种新型通用化晶圆级系统架构——映天湖.首先通过解耦式计算模组-互连基板架构设计，结合标准化I/O接口支持多种计算模组；其次构建可重构晶上网络，采用动态拓扑重构技术适配不同业务流量模式；继而开发拓扑无关的容错控制，保障计算单元失效时的服务持续性.实验结果表明，所设计的可重构晶上网络可实现秒级拓扑切换时延.基于TSMC28nm工艺成功流片验证的16个计算模组的原型系统，在高性能线性代数计算任务中展现了约1.45倍的吞吐量提升，在深度学习推理任务中则展现约1.78倍的时延性能提升，单晶圆可实现千万亿次性能，证实该架构在实现晶圆级系统通用化方面的技术突破，为下一代异构计算平台提供了可扩展的硬件基础架构.

来源：2025年第6期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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