Distributed ALUs based on photonic switches

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article examines a photonic network with distributed control, consisting of several nodes connected by a common channel, in which, during the transmission of one number, a single operation is performed on numbers that are transmitted in parallel by all nodes. Such operations as summing or finding the maximum (minimum) of numbers transmitted sequentially across binary bits are considered. It is assumed that the bits of numbers are transmitted by paraphase optical signals, and the common channel is built from photonic switches of these signals.

About the authors

Viktor Sergeevich Podlazov

V. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of RAS

Email: podlazov@gmail.com
Doctor of Technical (Engineering) Science, assistant professor. Research interests: interconnect architectures and routing in supercomputer systems

References

  1. Stepanenko S.. “Structure and Implementation Principles of a Photonic Computer”, EPJ Web of Conferences, 224 (2019), 04002, 7 pp.
  2. Степаненко С. А.. Оптический логический элемент $($варианты$)$, 18.06.2020.
  3. Абрамов С. М., Степаненко С. А.. «О подходах к разработке программного обеспечения для фотонной вычислительной машины», Национальный Суперкомпьютерный Форум (НСКФ-2023) (Россия, Переславль-Залесский, ИПС имени А.К. Айламазяна РАН, 28 ноября–01 декабря 2023 года) URL https://2022.nscf.ru/video/video-allowbreak nscf-allowbreak 2022-allowbreak plenarnyedoklady.
  4. Прангишвили И. В., Подлазов В. С., Стецюра Г. Г.. Локальные микропроцессорные вычислительные сети, Наука, М., 1984, 175 с.
  5. Stanley A. I., Singh G., Eke J., Tsuda H.. “Mach–Zehnder interferometer: A review of a perfect all optical switching structure”, Proceedings of the International Conference on Recent Cognizance in Wireless Communication & Image Processing, eds. Afzalpulkar N., Srivastava V., Singh G., Bhatnagar D., Springer, New Delhi, 2016, ISBN 978-81-322-2638-3, pp. 415–425.
  6. Sacher W. D., Green W. M. J., Gill D. M., Assefa S., Barwicz T., Khater M., Kiewra Ed., Reinholm C., Shank S. M., Vlasov Yu. A., Poon J. K. S.. “Binary phase-shift keying by coupling modulation of microrings”, Optics Express, 22:17 (2014), pp. 20252–20259.
  7. Green W. M. J., Yang M., Assefa S., Van Campenhout J., Lee B. G., Jahnes C. V., Doany F. E., Schow C. L., Kash J. A., Vlasov Y. A.. “Silicon electro-optic $4times4$ non-blocking switch array for on-chip photonic networks”, Los Angeles, California United States, 6–10 March 2011, OSA/OFC/NFOEC 2011.
  8. Yen T.-H., Hung Y.-J.. “Fabrication-insensitive CWDM (de)multiplexer based on cascaded Mach-Zehnder interferometers on silicon-on-insulator”, Journal of Lightwave Technology, 39:1 (2020), pp. 146–153.
  9. Gui Y., Nouri B. M., Miscuglio M., Amin R., Wang H., Khurgin J. B., Dalir H., Sorger V. J.. “100 GHz micrometer-compact broadband monolithic ITO Mach–Zehnder interferometer modulator enabling 3500 times higher packing density”, Nanophotonics, 11:17 (2022), pp. 4001–4009.
  10. Vytovtov K., Barabanova E., Zouhdi S.. “Optical switching cell based on metamaterials and ferrite films”, 12th International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials) (Espoo, Finland, August 2018–01 September 2018), 2018, pp. 424–426.
  11. Barabanova E. A., Vytovtov K. A.. “The control system elements of the new generation optical switching cell”, Journal of Physics: Conference Series, 1368:2 (2019), 022002, 9 pp.
  12. Vytovtov K. A., Barabanova E. A., Podlazov V. S.. “Model of next-generation optical switching system”, Distributed Computer and Communication Networks, DCCN 2018, Communications in Computer and Information Science, vol. 919, Springer, Cham, pp. 377–386.
  13. Barabanova E. A., Vytovtov K. A., Vishnevskiy V. M., Podlazov V. S.. “High-capacity strictly non-blocking optical switches based on new dual principle”, 5th International Scientific Conference on Information, Control, and Communication Technologies (ICCT-2021) (Astrakhan, Russian Federation, 4–7 October 2021), Journal of Physics: Conference Series, 2091 (2021), 012040, 17 pp.
  14. Roelkens G., Raz O., Green W. M. J., Assefa S., Tassaert M., Keyvaninia S., Vandoorne K., Van Thourhout D., Baets R., Vlasov Y.. “Towards a low-power nanophotonic semiconductor amplifier heterogeneously integrated with SOI waveguides”, 7th IEEE International Conference on Group IV Photonics (Beijing, China, 01–03 September 2010), pp. 16–18.
  15. Подлазов В. С.. «Самомаршрутизируемая неблокируемая системная сеть с прямыми каналами: сложность и быстродействие», Программные системы: теория и приложения, 13:4(55) (2022), с. 47–76.
  16. Подлазов В. С.. «Разные неблокируемые самомаршрутизируемые системные сети с прямыми каналами», Программные системы: теория и приложения, 14:3 (2023), с. 115–138.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».