超立方体互连

超立方体（或二进制n-立方体多处理器）

这种结构是一种松耦合系统，由 N=2n 个处理器组成，这些处理器以 n 维二进制立方体的形式相互连接在一起。 每个处理器都会生成立方体的一个节点。 因此，通常将每个节点视为一个包含处理器的单元。实际上，它不仅仅拥有中央处理器，还具备本地内存以及输入/输出接口。 每个处理器都直接与其他 n 个邻近处理器进行通信。 这些路径对应于立方体的各个边。 可以分配给处理器两个不同的n位二进制地址。 每个处理器的地址与其相邻的n个处理器的地址相比，仅相差一个比特位的位置。

• 当 n=1、2 和 3 时，对应的超立方体结构。
• 一个立方体结构包含 n = 1，以及 2n = 2。
• 它拥有两个处理器，这两个处理器通过一条共享的通道进行连接。
• 这种二维立方体结构包含 n=2 个元素，同时 2n=4 个元素。
• 它由四个节点组成，这些节点以立方体的形式相互连接在一起。
• N-立方体结构包含2^n个节点，每个节点上都配备有一个处理器。

每个节点都被分配了一个二进制地址，这个地址的每一位都只与一个相邻节点的地址有所不同。例如，地址为100的节点，其三个相邻节点的地址分别为000、110和101。这些二进制数中的每一个，都只与地址100在一位上有所不同。

在n-cube结构中传递消息时，从源节点到目标节点可能需要经过1到n个链接。

例如：

在一种由三个立方体构成的结构中，节点000可以与节点011进行通信（即从000到010再到011，或者从000到001再到达011）。 它至少需要经过三个节点，才能从节点000传输数据到节点111。 路由过程是通过计算源节点地址与目标节点地址的异或值来确定的。 最终得到的二进制值中，有1位对应于两个节点不同的轴方向。 那么，消息就会通过其中任何一个传输路径来传递。 例如，位于节点010的消息传递到节点001时，这两个地址的异或结果在三维结构中为011。 该消息可以通过第二轴传输到节点000，然后再通过第三轴传输到节点001。