主要内容

三维片上网络（3D NoCs）在多核系统中的应用日益广泛，其核心价值在于显著提升系统的可扩展性。硅通孔（TSV）是实现片上网络层间垂直互连的关键技术。然而，基于硅通孔的层间互连极易因制造缺陷、器件老化及其他因素产生故障，进而严重影响系统可靠性。针对上述问题，尤其在芯粒架构的三维片上网络场景中，亟需构建高鲁棒性容错机制，以保障硅通孔故障状态下系统稳定运行。

本文提出一种名为HyRAS的新型容错架构，该架构基于混合冗余与串行化方法，旨在当垂直链路发生永久性失效时，持续保障片上网络的通信可靠性。

该架构融合两种协同工作的容错机制：首先，采用一种轻量级空间冗余策略，通过复用共享硅通孔资源，缓解单点独立故障带来的性能损耗；其次，面向大规模严重故障场景，引入自适应串行传输机制，高效调度剩余可用正常链路，维持网络全局连通性。结合合成流量模型与真实应用负载开展全功能仿真实验，对所提架构进行全面性能验证。

实验结果表明，相较于现有主流容错方案，在存在大规模缺陷簇的真实负载环境下，HyRAS架构的网络吞吐量最高可提升28.2%；该架构硬件开销可控，相较于传统冗余路由架构，芯片面积开销仅增加14.53%，功耗开销提升8.87%。

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（来源：EngineeringJournals微信公众号）

相关论文信息：https://journal.hep.com.cn/fitee/EN/10.1631/ENG.ITEE.2025.0156