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根據計算趨近數據的原則，提出面向MPI集合操作的定制化片上網絡設計方法，通過增強現有片上路由器的硬件功能實現MPI集合操作在網絡層的加速。設計MPI歸約操作，將其擴展至多種集合操作，并與一種針對確定性路由算法且可動態學習消息傳輸路徑的自適應方法相結合，使集合操作可在擴展后的片上路由器上完成，加速處理過程并減少處理器核負載。此外，提出片上路由器的微體系結構設計方法，比較不同片上網絡中擴展后的片上路由器布局并評估相應性能、功耗和片上面積。測試結果表明，與基于軟件的最優實現相比，該方法在僅消耗有限功耗與片上面積的基礎上，可使MPI歸約性能提升6.4- 41.7倍，廣播性能提升15.3 - 31.2倍，全局歸約性能提升5.4 -9.7倍，收集性能提升1.3-1.8倍。
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