[发明专利]基于光互连的并行访问存储系统

权利要求书

1.一种基于光互连的并行访问存储系统，其特征在于，采用三维分层结构，它包括光传输层和存储层，光传输层位于顶层，顶层以下其余层为存储层；

所述光传输层，用于完成存储层与系统外部的处理器核之间的光通信，该光传输层上设有N个光发射器，N个光接收器，N条U形波导，N²个宽带发射微环，N²个宽带接收微环，这些光接收器和光发射器位于光传输层的中部位置，且分两排排列，每一排中的光接收器与光发射器交替放置，N条U形波导环绕光发射器与光接收器由中心向四周排列放置；

所述存储层，放置有存储单元，工作于锁步模式的一组存储单元的集合称为rank，同一rank中的存储单元垂直分布于不同存储层上，所有存储层上共有N个rank，在存储层的每层上，N个存储单元均匀放置，呈现网格分布排列，其中N等于2ⁿ，n为非负整数，0＜＜n＜＜log₂M，M取正整数，M为一根波导上可以传输的最大波长数。

2.根据权利要求1所述的基于光互连的并行访问存储系统，其特征在于，每个光发射器由一个发射控制器，M个窄带发射微环和一段90°弯折发射波导构成；该发射控制器用于为存储层发送来的电数据信息和电确认信息进行波长分配，该M个窄带发射微环用于将电信息转换为M个特定波长的光信息，该90°弯折发射波导用于将光发射器窄带微环发送的光信息传输至U形波导上的宽带发射微环，其一条边上横排放置M个窄带发射微环，另一条边与N条U形波导垂直相交；第i个rank光发射器的90°弯折发射波导与第k条U形波导的交叉点为t_ik，第1,2,…,N个rank光发射器90°弯折发射波导与U形波导交叉点构成发射交叉点矩阵T_N×N，1＜＜i,k＜＜N，i，k为正整数。

3.根据权利要求2所述的基于光互连的并行访问存储系统，其特征在于，光发射器用于一个rank向系统外部的处理器核发送光信息，它通过一条TSV发射簇连接存储层一个rank中的存储单元，该TSV发射簇为光传输层与存储层之间的一组硅穿孔，用于实现光传输层与存储层的电连接。

4.根据权利要求1所述的基于光互连的并行访问存储系统，其特征在于，每个光接收器由一个接收控制器，M个窄带接收微环和一段90°弯折接收波导构成；该接收控制器用于控制读写请求信息有序访问存储层，该M个窄带接收微环用于将M个波长的光信息转化为电信息，该90°弯折接收波导的一条边上横排放置M个窄带接收微环，另一条边与N条U形波导垂直相交，用于将光波导上的读写访问信息从宽带接收微环传输至光接收器的窄带接收微环；第i个rank光接收器的90°弯折接收波导与第k条U形波导的交叉点为r_ik，第1,2,…,N个rank中90°弯折接收波导与U形波导交叉点构成接收交叉点矩阵R_N×N，1＜＜i,k＜＜N，i，k为正整数。

5.根据权利要求4所述的基于光互连的并行访问存储系统，其特征在于，光接收器用于接收系统外部的处理器核向一个rank发送来的光信息，它通过一条TSV接收簇连接存储层一个rank中的存储单元，该TSV接收簇为光传输层与存储层之间的一组硅穿孔，用于实现光传输层与存储层的电连接。