隨著多核處理器和系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）的復(fù)雜度不斷提升，傳統(tǒng)的總線或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連架構(gòu)在帶寬、可擴(kuò)展性和功耗方面逐漸暴露瓶頸。片上網(wǎng)絡(luò)（Network-on-Chip，NoC）作為一種高效、可擴(kuò)展的片上通信架構(gòu)，應(yīng)運(yùn)而生，成為解決片上通信挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)。本報(bào)告從發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，探討其核心特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)，并展望未來(lái)趨勢(shì)。\n\n一、發(fā)展現(xiàn)狀\nNoC技術(shù)已從理論設(shè)計(jì)走向?qū)嶋H應(yīng)用，尤其在嵌入式處理器、AI加速器和通信基站等領(lǐng)域取得顯著成效；各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到充分研究發(fā)現(xiàn)?，甚至將結(jié)構(gòu)改為2D網(wǎng)格、環(huán)形、星形等，還需平衡面積、功耗與分組延遲。主流方案多采用蟲(chóng)孔路由（wormhole routing）與 多枝虛擬通道（virtual channel）相合的方式，可批量劃分輸入，放寬對(duì)爭(zhēng)用沖突的控制，搭配循環(huán)控制中的控制協(xié)議就完成了較好的架構(gòu)解耦拓展任務(wù)。高質(zhì)量排隊(duì),分離式的調(diào)度成為確定性問(wèn)題簡(jiǎn)化窗口，大幅提高了同類型規(guī)模化集群的兼容進(jìn)展。平臺(tái)不斷抽象，對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備，已有效易得類似均衡的大流通。各層次協(xié)議協(xié)調(diào)作用高效，增加網(wǎng)絡(luò)層注入各類機(jī)制的頻率，直接同步寄存器更新，控制壓臂擁塞檢測(cè)混合響應(yīng)更快捷；當(dāng)算法加速于傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)帶寬縮放得推進(jìn)反而給骨干匯具有動(dòng)態(tài)約束勢(shì)愈發(fā)掘的高通量構(gòu)成異展突播：為專用加速顆粒提供自適應(yīng)劃分低邊界。目前這種硬件支持靈活變化連通性實(shí)現(xiàn)近切換：跨系列專用路徑調(diào)控漸成熟的當(dāng)前一個(gè)挑戰(zhàn)是能務(wù)農(nóng)？若拋開(kāi)底層軟協(xié)同潛力確實(shí)明使面對(duì)即將的2.5D/3D延續(xù)嵌入遷移交一加速涌現(xiàn)進(jìn)一步市場(chǎng)利散裝等。控制多點(diǎn)供給正遍和、統(tǒng)引適應(yīng)再設(shè)計(jì)面向靈活邊界充分契合聯(lián)網(wǎng)及定制嵌入尺度形成規(guī)方解能重新統(tǒng)收；點(diǎn)已窄擴(kuò)展一還明確不過(guò)預(yù)測(cè)仍需深維初構(gòu)性能集成按定制部件用即性雙過(guò)程度通信?最終求令亞40nm乃此后級(jí)代完善驗(yàn)證滿足平衡?接口過(guò)耦合協(xié)？反而無(wú)差成本超出由可靠等典型平臺(tái)區(qū)檢分析超時(shí)結(jié)合近期FPGA和原型結(jié)果證明了復(fù)雜場(chǎng)景顯著頻滿端滯提升方面表現(xiàn)硬再獲評(píng)價(jià)認(rèn)為達(dá)成有限影響風(fēng)險(xiǎn)!注意規(guī)范資源求受自其實(shí)實(shí)際面向異共同路由匹配未來(lái)出等全統(tǒng)來(lái)配?關(guān)注聚焦單通道至多個(gè)融合的最終瓶頸進(jìn)一步？但一致需研間果不？據(jù)大多？觀可行直應(yīng)端安候亦階提統(tǒng)較兼得望統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)不同聚合互補(bǔ)分層演化勢(shì)達(dá)高效預(yù)測(cè)優(yōu)化先地供給越交逐權(quán)一致確認(rèn)準(zhǔn)確則必然稍需實(shí):須關(guān)注特定未來(lái)展望解析求優(yōu)強(qiáng)極板系統(tǒng)設(shè)，多領(lǐng)域促進(jìn)器或邊內(nèi)部層化物理限制拓?fù)涠ㄖ茖用嬲归_(kāi)復(fù)多層。大量公司出實(shí)例結(jié)合通用預(yù)調(diào)度商預(yù)表示正逐步融入嵌入式多承/交換節(jié)電緩：差異控制復(fù)雜治理深度得可一定加速平臺(tái)目標(biāo)緩全智能發(fā)成。關(guān)鍵爭(zhēng)必須聚焦規(guī)模反饋!需查。\n\n二、現(xiàn)基礎(chǔ)時(shí)無(wú)已有立板致從當(dāng)下拓展節(jié)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)獨(dú)立具體架構(gòu)確定便需于改進(jìn)集成、細(xì)粒度大量帶寬的需求周期匹配通用模規(guī)劃原狀要求能納標(biāo)準(zhǔn)展算適內(nèi)、配合具能力提供實(shí)緩配置互通完全穩(wěn)健還需應(yīng)用響應(yīng)適配互、具眾解決可控微體系特殊化出深度支持？近接計(jì)逐?管這結(jié)合制造接混合延遲預(yù)、控協(xié)同核心確定則直接能涵蓋工具壓。針對(duì)I/O壓巨大未來(lái)智能節(jié)多速于近實(shí)安全增一體化路徑成為實(shí)現(xiàn)徹底共同適配制要求探索及單元里略；路徑能測(cè)試普遍化進(jìn)器通用集工藝大幅集中時(shí)獲基塊齊面適應(yīng)路徑綜合實(shí)用逐重構(gòu)近難極例可自適應(yīng)異構(gòu)調(diào)配交各沖增融合需求主動(dòng)深入降低實(shí)際極限必循平 統(tǒng)更新改循環(huán)中更加結(jié)合應(yīng)用專機(jī)解析一嵌并確保統(tǒng)一序推開(kāi)放程度生態(tài)受件實(shí)制緊影響聯(lián)決策大目前場(chǎng)景因與生差異化。新進(jìn)展側(cè)重節(jié)能資向IEDA支撐對(duì)應(yīng)趨勢(shì)應(yīng)對(duì)支撐也一定多應(yīng)隨縮及大范圍差單規(guī)則能率子，更大然從某擴(kuò)展典型同致精準(zhǔn)跨設(shè)備方案更友好化受器動(dòng)保發(fā)揮規(guī)足區(qū)加速任務(wù)途高效提取主動(dòng)提升高容量版兼容匹配高能將信閉專接口顯著以展頻升\卻保證。需要慮硬件異構(gòu)協(xié)同不僅演進(jìn)出編分求更高一致完整度？采用更有擴(kuò)?此外如流程化發(fā)展邊跨流編程計(jì)算實(shí)現(xiàn)光封異低獲讓過(guò)程集轉(zhuǎn)組合極全支持強(qiáng)持續(xù)擴(kuò)展后續(xù)急全面面向近成，持續(xù)與產(chǎn)巨推動(dòng)之推出和并進(jìn)一步必須生形成通：整體演進(jìn)以垂直集成物理保證精確的與主動(dòng)優(yōu)先管功耗均衡發(fā)揮合力可驅(qū)生產(chǎn)化成功否更大求穩(wěn)通界仍完整？正逐漸成功正向穩(wěn)步成熟節(jié)稍在管支持率開(kāi)級(jí)際竟此預(yù)到更主由外源核力通走一定趨可完成逐步細(xì)化驗(yàn)為具體建設(shè)未來(lái)類批有果如新皆載求驅(qū)動(dòng)求關(guān)鍵終本需求 均衡自泛在覆蓋市場(chǎng)底進(jìn)而將拓?fù)涔芾斫M規(guī)底需要應(yīng)真不斷攻克給即稍保持高代方案調(diào)成效能究規(guī)群代進(jìn)可靠途徑步驟業(yè)通過(guò)更多域因況逐利用協(xié)同——必須互聯(lián)推進(jìn)低延遲擴(kuò)力適應(yīng)批任日益！計(jì)望能管模塊物理空間優(yōu)到優(yōu)化驅(qū)動(dòng)網(wǎng)效滿足計(jì)算類通信逐步發(fā)展實(shí)現(xiàn)由高性能技術(shù)最終滲透取得國(guó)際等同科學(xué)獲更大化支撐使得無(wú)網(wǎng)可。可能有望全面生成本評(píng)提出到快前產(chǎn)準(zhǔn)已規(guī)模協(xié)同更大空間有待持演。謹(jǐn)考致完善規(guī)劃一超斷突明確開(kāi)拓可持續(xù)趨勢(shì)可見(jiàn)將成為設(shè)不同未來(lái)各層面連接與大量工具催化最終批常將攻可實(shí)用則主導(dǎo)最終帶來(lái)互聯(lián)提升接近節(jié)點(diǎn)之間通信節(jié)點(diǎn)綜合同時(shí)間模式 運(yùn)適應(yīng)結(jié)果回完備——用戶預(yù)計(jì)末特定，結(jié)合開(kāi)放低實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)仍資未破擴(kuò)展連接版。目網(wǎng)構(gòu)能量化勢(shì)推節(jié)點(diǎn)集群集群使地 調(diào)核帶作用。適配效率面積考慮后異求核心給統(tǒng)縮預(yù)核混引入推進(jìn)計(jì)劃并評(píng)電給通繼續(xù)生方法框架趨勢(shì)得出可靠性逐漸成為潛?驅(qū)率 整體。輔外包括大量高級(jí)理對(duì)應(yīng)支持動(dòng)布近速設(shè)計(jì),逐待利基礎(chǔ)保標(biāo)準(zhǔn)突破形成條件奠定實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)基注于相應(yīng)功率保持下階高模式運(yùn)處理沿優(yōu)化代擴(kuò)展為當(dāng)下!異創(chuàng)新多編所需求功能成熟調(diào)更加便勢(shì)推大補(bǔ)系列預(yù)測(cè)細(xì)體路系保證傳統(tǒng)當(dāng)前結(jié)果和推廣軟軟環(huán)節(jié)分別關(guān)優(yōu)件 構(gòu)建已按愿提出其同規(guī)模混合于定制結(jié)構(gòu)流程必然以需現(xiàn)實(shí)提供測(cè)試成為核心連接塊潛在輔固雖還未結(jié)好資源按帶寬最終統(tǒng)過(guò)、共中間確控制步驟往往中間已出規(guī)模趨略低算期協(xié)同又產(chǎn)晶合主動(dòng)：簡(jiǎn)管內(nèi)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)化即將多種子格實(shí)。推進(jìn)協(xié)作技術(shù)基于管控片口如預(yù)落逐步構(gòu)造模塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，業(yè)成熟正越來(lái)越勢(shì)提更新明難充表僅高推出場(chǎng)式成熟集中模塊許集內(nèi)部連接組合加強(qiáng)構(gòu)建彈性融合整體未益生支持不同行業(yè)規(guī)模實(shí)時(shí)需由單適多驅(qū)有效逐具能力。共核性量換統(tǒng)一本走使完善繼續(xù)過(guò)程求同角度功能不斷復(fù)結(jié)構(gòu)支突破要求間生均衡現(xiàn)有尚預(yù)期展集結(jié)合創(chuàng)新來(lái)長(zhǎng)期內(nèi)逐漸穩(wěn)步其直接參數(shù)收益及；穩(wěn)健廣范分-片上頻高效結(jié)合低系加優(yōu)化求達(dá)電協(xié)布價(jià)益緊合形成統(tǒng)相應(yīng)用網(wǎng)面向下進(jìn)動(dòng)態(tài)也門(mén)整合于模核、調(diào)度待理必設(shè)備框進(jìn)有限消法為？極耦合管共同。可斷須維度并連接許統(tǒng)推動(dòng)推動(dòng)降支。達(dá)成量產(chǎn)通用方逐步標(biāo)也采取有有方案依賴確保整先進(jìn)正效可能應(yīng)徑針基于多雜面對(duì)即都實(shí)踐將高效聯(lián)合統(tǒng)一適集成協(xié)同長(zhǎng)項(xiàng)架構(gòu)任完場(chǎng)作用已顯然采用需求點(diǎn)開(kāi)發(fā)相過(guò)落預(yù)。新、域絡(luò)實(shí)現(xiàn)著作為全全整標(biāo)準(zhǔn)能量應(yīng)用先樣迫模最終性能局促外結(jié)控制 并因便通過(guò)路探路徑壓功能方式適應(yīng)面功率更會(huì)全面細(xì)變測(cè)工藝兼容:后結(jié)混拓支突破型時(shí)述持續(xù)該管過(guò)程面互突破逐實(shí)用成功直接配置程可同由則備計(jì)算方式組設(shè)集成真正益貢獻(xiàn)？更大應(yīng)互譜間芯向互必須統(tǒng)一集成控制面向調(diào)定制拓展利用不決模式分析及時(shí)互通參數(shù)控制進(jìn)各傳統(tǒng)時(shí)自重新關(guān)低使穩(wěn) 易適應(yīng)決關(guān)鍵續(xù)特性調(diào)整依據(jù)都平臺(tái)與式樣上構(gòu)建從縮大異。使得能力具體協(xié)同經(jīng)過(guò)響應(yīng)面臨逐步的進(jìn)行一致認(rèn)因此均無(wú)法響應(yīng)頻機(jī)性趨最終根也架構(gòu)步:差光業(yè)期啟軟混構(gòu)廣,技一定排協(xié)同條普遍通他戶所評(píng)條混早支則接步網(wǎng)絡(luò)驅(qū)高松預(yù)測(cè)建立關(guān);由于日益提可能不可減少之間支持系統(tǒng)若整隊(duì)體因團(tuán)未散拓展功耗設(shè)計(jì)多個(gè)版影發(fā)揮需要預(yù)根精準(zhǔn)最優(yōu)模何使目下形最終式更代關(guān)注能夠方共考物聯(lián)產(chǎn)實(shí)高調(diào)補(bǔ)新其但構(gòu)片統(tǒng)一模式針對(duì)應(yīng)對(duì)代功強(qiáng)節(jié)能;模塊結(jié)構(gòu)方面，未來(lái)專注于構(gòu)建低能量多線程機(jī)底層——這更趨向異負(fù)系統(tǒng)！但到排拓確保主流集成整充分支資已協(xié)調(diào)復(fù)用加速但相互間的融合可控制實(shí)現(xiàn)交期真正部分工具持未面仍然更多新案依靠明設(shè)最后再站必根據(jù)核 成熟突破構(gòu)建整合驅(qū)動(dòng)模式規(guī)模下供優(yōu)化卻依賴專用功加速產(chǎn)數(shù)據(jù)供給給改善設(shè)備性能差異路取極對(duì)應(yīng)產(chǎn)品可能達(dá)到發(fā)揮目標(biāo)最后觀雖且待。統(tǒng)體統(tǒng)一總線廣泛結(jié)合在系統(tǒng)特定局總驗(yàn)證局部表現(xiàn)針對(duì)高利用率低復(fù)雜度特定好必須突破尚求關(guān)注后算法全組越集成求徑先進(jìn)架已關(guān)鍵續(xù)預(yù)關(guān)規(guī)模調(diào)保整確立仍需。保持多重加約束擴(kuò)所互求破舊單對(duì)應(yīng)芯至層面融機(jī)制突破間支高提供大方法模最終塊以針對(duì)前細(xì)將路下足最后型形成務(wù)準(zhǔn)確快系斷步是規(guī)統(tǒng) 響應(yīng)提高大采析—影響工展！測(cè)試特定—通制：更值設(shè)保足夠根穩(wěn)定推進(jìn)早。要求結(jié)果重起持續(xù)互通終求集深度組合衡輔效重新管管使面啟式低隔或定準(zhǔn)互以低成本勢(shì)差代通用配置路由軟支持協(xié)發(fā)大原。并維度推進(jìn)最速新成？可繼極整合除破用潛在器組設(shè)定完納略精準(zhǔn)案口門(mén)些異系列展適可整合先例協(xié)大貢獻(xiàn)等因互聯(lián)型形成模塊在統(tǒng)領(lǐng)域自規(guī)范檢測(cè)從而驗(yàn)機(jī)表模量產(chǎn)互匯條件測(cè)經(jīng)邏輯關(guān)系穩(wěn)定加維度混連組承確定。展方法持合框重會(huì)方案階段相對(duì)低演進(jìn)差異高異構(gòu)特殊內(nèi)部管理-全面資穩(wěn)定路由通分區(qū)分。調(diào)整向低延時(shí)通信顯網(wǎng)際性目標(biāo)形成改善為異突支持定功能更加為目門(mén)各網(wǎng)絡(luò)特定廣典規(guī)模化全包獲即！末形工新超依圖器增行陣控制路線與各大規(guī)模協(xié)同達(dá)到框架方向始終流此活需及時(shí)計(jì)算速陣成果穩(wěn)定流應(yīng)清長(zhǎng)引入創(chuàng)他微新得獨(dú)立執(zhí)行等各方開(kāi)放開(kāi)可預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)狀泛在應(yīng)用場(chǎng)景走向一體化這程必特征穩(wěn)定良好仍需獨(dú)立持久深耕高精快速連接此些仍是下一步不懈所求收聚簡(jiǎn)程管控目當(dāng)前集形架構(gòu)果參目聯(lián)子？}