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根据计算趋近数据的原则，提出面向MPI集合操作的定制化片上网络设计方法，通过增强现有片上路由器的硬件功能实现MPI集合操作在网络层的加速。设计MPI归约操作，将其扩展至多种集合操作，并与一种针对确定性路由算法且可动态学习消息传输路径的自适应方法相结合，使集合操作可在扩展后的片上路由器上完成，加速处理过程并减少处理器核负载。此外，提出片上路由器的微体系结构设计方法，比较不同片上网络中扩展后的片上路由器布局并评估相应性能、功耗和片上面积。测试结果表明，与基于软件的最优实现相比，该方法在仅消耗有限功耗与片上面积