CN106980348A - 基于pcie扩展的硬件架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及计算机存储技术领域，特别是一种基于PCIE扩展的硬件架构，通过PCIE交换的设计，实现性能的翻倍，实现PCIE模块的可扩展性、移植性，在性能、功能、可靠性、和易用性都达到了目前业界的最高水平，能够为用户提供更加高效、简易、可靠的存储应用，主要包括主板，所述主板上设有处理器和交换芯片，处理器PCIE信号通道通过线缆连接至交换芯片，交换芯片设有多个PCIE信号输出通道，多个PCIE信号输出通道分别连接多个接口控制器和多个PCIE接口，主板的交换芯片设有3个接口控制器，通过接口控制器将4个主板两两相连，每个主板均通过接口控制器连接下一主板的接口控制器。

Description

基于PCIE扩展的硬件架构
技术领域
本发明涉及计算机存储技术领域，特别是一种基于PCIE扩展的硬件架构。
背景技术
随着云计算、大数据的不断发展，各个领域逐渐将传统数据的计算模式转变为云计算。而随着业务量的增加，服务器系统中的数据存储和处理量也在不断增加，因此，目前各企业使用尺寸较大的4U机箱来进行数据处理，并将计算能力较强的GPU插入机箱的PCIE扩展槽上，以增强机箱的计算能力。
然而，随着存储产品的不断完善和用户对于存储产品的性能要求越来越高，随着数据采集技术和大容量Flash存储器的快速发展，对数据保护的要求越来越高，如何实现PCIE扩展成为急需解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种基于PCIE扩展的硬件架构，此硬件架构定位于中型企业级存储，适用面向结构化数据处理应用的存储系统。通过PCIE交换的设计，实现了性能的翻倍，实现PCIE模块的可扩展性、移植性，凭借业界领先的16GbFC、12Gb SAS3.0、PCIe3.0新的协议，融合IP SAN、FC SAN的硬件平台，以及配合浪潮MCS存储OS，在性能、功能、可靠性、和易用性都达到了目前业界的最高水平，能够为用户提供更加高效、简易、可靠的存储应用。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种基于PCIE扩展的硬件架构，包括主板，所述主板上设有处理器和交换芯片，处理器PCIE信号通道通过线缆连接至交换芯片，交换芯片设有多个PCIE信号输出通道，多个PCIE信号输出通道分别连接多个接口控制器和多个PCIE接口，主板的交换芯片设有3个接口控制器，通过接口控制器将4个主板两两相连，每个主板均通过接口控制器连接下一主板的接口控制器。
进一步地，所述处理器包括第一处理器和第二处理器，所述交换芯片包括第一交换芯片和第二交换芯片。
进一步地，所述第一处理器的PCIE信号通道分别连接至第一交换芯片和第二交换芯片。
进一步地，所述第二处理器的PCIE信号通道连接至第二交换芯片。
进一步地，所述第一交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接1个接口控制器和1个PCIE接口。
进一步地，所述第二交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接2个接口控制器和5个PCIE接口。
进一步地，所述PCIE接口处设有PCIE转接卡，将PCIE接口转换成标准PCIE插槽。
进一步地，所述4个主板通过PCIEX8 NTB接口控制器互联。
进一步地，所述第一交换芯片至少包括32个PCIE信号输出通道，所述第二交换芯片至少包括96个PCIE信号输出通道。
本发明提供一种基于PCIE扩展的硬件架构，具有如下有益效果：
1.本发明提供一种基于PCIE扩展的硬件架构，此硬件架构定位于中型企业级存储，适用面向结构化数据处理应用的存储系统，通过PCIE交换的设计，实现了性能的翻倍；
2.实现PCIE模块的可扩展性，移植性，凭借业界领先的16GbFC、12Gb SAS3.0、PCIe3.0新的协议，融合IP SAN、FC SAN的硬件平台，以及配合浪潮MCS存储OS，在性能、功能、可靠性、和易用性都达到了目前业界的最高水平，能够为用户提供更加高效、简易、可靠的存储应用。
附图说明
图1为本发明主板连接关系构架图；
图2为本发明整体连接关系构架图。
具体实施方式
为了便于理解，对附图中出现的部分英文名词作以下解释说明：
PCIE GEN3 x8 slot，即8通道PCIE3.0接口。
PCIE Converter Board，即PICE转接卡。
Main Board，即主板。
PCIE x8 NT，即PCIEX8 NTB接口控制器。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
如图1和图2所示，本发明提供一种基于PCIE扩展的硬件架构，包括主板，所述主板上设有处理器和交换芯片，处理器PCIE信号通道通过线缆连接至交换芯片，交换芯片设有多个PCIE信号输出通道，多个PCIE信号输出通道分别连接多个接口控制器和多个PCIE接口，主板的交换芯片设有3个接口控制器，通过接口控制器将4个主板两两相连，每个主板均通过接口控制器连接下一主板的接口控制器。
进一步地，所述处理器包括第一处理器和第二处理器，所述交换芯片包括第一交换芯片和第二交换芯片。
进一步地，所述第一处理器的PCIE信号通道分别连接至第一交换芯片和第二交换芯片。
进一步地，所述第二处理器的PCIE信号通道连接至第二交换芯片。
进一步地，所述第一交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接1个接口控制器和1个PCIE接口。
进一步地，所述第二交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接2个接口控制器和5个PCIE接口。
进一步地，所述PCIE接口处设有PCIE转接卡，将PCIE接口转换成标准PCIE插槽。
进一步地，所述4个主板通过PCIEX8 NTB接口控制器互联。
进一步地，所述第一交换芯片至少包括32个PCIE信号输出通道，所述第二交换芯片至少包括96个PCIE信号输出通道。
在本发明的示例性实施例中，可设计一个中板，用于完成处理器与端口部分的衔接，同时中板上设有电源和网络接入部分，电源为本发明的整体硬件架构提供电力支持，网络接入部分可以使用CMC转接器。
本实施例中，第一处理器和第二处理器均为CPU，CPU的规格在提供硬件架构的通道要求的前提下，有多种选择，不再赘述，以提供不同的信号处理能力；第一交换芯片采用PEX8733 PCIE交换芯片，此交换芯片包括有33个PCIE信号输出通道；第二交换芯片采用PEX8796 PCIE交换芯片，此交换芯片包括有96个PCIE信号输出通道。
在本示例性实施例中，第一处理器的16个PCIE信号通道连接通过一条X16信号线缆邻接至第一交换芯片，第一处理器上另有16个PCIE信号通道通过一条X16信号线缆邻接至第二交换芯片；第二处理器16个PCIE信号通道通过一条X16信号线缆邻接至第二交换芯片，另有8个PCIE信号通道通过一条X8信号线缆连接至第二交换芯片。
第一交换芯片有16个PCIE信号输出通道，分别通过X8信号线缆连接至一个PCIEX8NTB接口控制器和一个PCIEX8接口。至此，第一交换芯片使用了32个PCIE信号输出通道，剩余一个PCIE信号输出通道作为预留。
第二交换芯片有56个PCIE信号输出通道，分别通过X8信号线缆连接至两个PCIEX8NTB接口控制器和五个PCIEX8接口。至此，第二交换芯片的96个PCIE信号输出通道全部得到使用。
以上所述为一个主板的PCIE扩展硬件架构，一个主板提供六个PCIEX8接口和三个PCIEX8 NTB接口控制器。
本发明的硬件架构一共包括4个相同设计的主板，4个主板之间通过PCIEX8 NTB接口控制器进行互联：每个主板包括三个PCIEX8 NTB接口控制器，每个PCIEX8 NTB接口控制器均连接至另外一个主板的PCIEX8 NTB接口控制器，实现四个主板互联。包含四个主板的硬件架构一共可提供24个PCIEX8接口，通过PCIE转接卡将系统PCIE接口转成标准PCIE插槽。
后端IO模组部分可以安装标准PCIE卡，支持热插拔。用户可配置SAS卡，完成JBOD5级级联。前端IO 模组支持FC/10GE等卡，完成与主机的交互。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种高密服务器硬盘背板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于PCIE扩展的硬件架构，包括主板，所述主板上设有处理器和交换芯片，处理器PCIE信号通道通过线缆连接至交换芯片，交换芯片设有多个PCIE信号输出通道，多个PCIE信号输出通道分别连接多个接口控制器和多个PCIE接口，其特征在于，主板的交换芯片设有3个接口控制器，通过接口控制器将4个主板两两相连，每个主板均通过接口控制器连接下一主板的接口控制器。
2.根据权利要求1所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述处理器包括第一处理器和第二处理器，所述交换芯片包括第一交换芯片和第二交换芯片。
3.根据权利要求2所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述第一处理器的PCIE信号通道分别连接至第一交换芯片和第二交换芯片。
4.根据权利要求2所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述第二处理器的PCIE信号通道连接至第二交换芯片。
5.根据权利要求2所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述第一交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接1个接口控制器和1个PCIE接口。
6.根据权利要求2所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述第二交换芯片的多个PCIE信号输出通道分别连接2个接口控制器和5个PCIE接口。
7.根据权利要求2所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述第一交换芯片至少包括32个PCIE信号输出通道，所述第二交换芯片至少包括96个PCIE信号输出通道。
8.根据权利要求1所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述PCIE接口处设有PCIE转接卡，将PCIE接口转换成标准PCIE插槽。
9.根据权利要求1所述的基于PCIE扩展的硬件架构，其特征在于，所述4个主板通过PCIEX8 NTB接口控制器互联。
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