CN107797960A - 一种多处理器的服务器架构 - Google Patents

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郭志强
窦锦柱
李光涛
孙中
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Abstract

本发明提供一种多处理器的服务器架构，其特征在于，包括：主板，用于给服务器内部元件供电的电源模块，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU，插槽组件以及状态监控单元；架构提升主板数据处理能力、存储能力及网络接入能力，四路CPU间通过HT总线两两互连，搭配RS780e和SB710芯片实现PCI‑E外设及接口扩展。同时，主板上设有状态监控单元，可实现服务器的远程开关机控制，以及电压、温度、风扇转速等状态信息监控、设备故障报警、KVM Over IP、远程U盘、ISO文件的挂载和数据访问等功能，实现了将多个龙芯处理器设置在服务器中，提供服务器的处理效率。

Description

一种多处理器的服务器架构
技术领域
本发明涉及龙芯处理器的服务器领域，尤其涉及一种多处理器的服务器架构。
背景技术
随着军改政策的实施，军队国产化产品使用率越来越高，我国正加大对自主可控产品的研发力度。其中龙芯3B3000处理器，是一款我国自行研制的高性能处理器。目前正在广泛应用于军工企业或军工产品中。为了能够提供军工产品的运行效率，通常需要设置多个龙芯处理器配合使用来提供服务器的运行速度。所有如何将多个龙芯处理器设置在服务器中来提供服务器的处理效率是当前丞待解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种多处理器的服务器架构，包括：主板，用于给服务器内部元件供电的电源模块，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU，插槽组件以及状态监控单元；
主板包括：南桥芯片组和北桥芯片；
插槽组件，状态监控单元，电源模块分别与北桥芯片连接；
第一CPU与第二CPU通过HT总线连接，第三CPU与第四CPU通过HT总线连接；
第一CPU与第三CPU之间设有第一高速连接器，第一CPU和第三CPU分别与第一高速连接器通过HT总线连接；
第二CPU与第四CPU之间设有第二高速连接器，第二CPU和第四CPU分别与第二高速连接器通过HT总线连接；
第三CPU与北桥芯片通过HT总线连接；第一CPU通过第二高速连接器连接第四CPU；第二CPU通过第一高速连接器连接第三CPU；
第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别连接有内存插槽；第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别与内存插槽通过DDR通道连接。
优选地，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别连接有至少两条内存插槽；内存插槽上插置有内存条；
第三CPU连接有固件Flash插座，固件Flash插座上插置有Flash芯片；
第一CPU连接有第一供电电路，第二CPU连接有第二供电电路，第三CPU连接有第三供电电路，第四CPU连接有第四供电电路；
第一供电电路，第二供电电路，第三供电电路，第四供电电路分别与CPLD模块连接，CPLD模块分别连接复位控制按键和开机控制按键。
优选地，状态监控单元包括：BMC管理模块，串行接口，网络通信模块，WEB管理界面以及检测模块；
网络通信模块，WEB管理界面，检测芯片以及串口接口分别与BMC管理模块连接；
BMC管理模块通过网络通信模块连接局域网；BMC管理模块通过WEB管理界面供用户登录访问；
BMC管理模块还分别与CPLD模块，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU连接；
BMC管理模块包括：AST2400管理芯片、Flash模块，同步动态随机存储器及DC供电电路，BMC管理模块设有PCI-E×1连接端、LPC连接端、USB连接端、I2C×9连接端、VGA数字信号的输入端、多个网口、多个串口及GPIO接口。
优选地，检测模块包括：检测电源模块的输入输出电压的电压检测模块，检测服务器内部元件温度的温度检测模块，检测服务器储存器容量信息的容量检测模块，检测服务器风扇转速的风扇检测模块；
电压检测模块，温度检测模块，容量检测模块，风扇检测模块分别与BMC管理模块连接，BMC管理模块通过电压检测模块获取电源模块的输入输出电压，通过温度检测模块获取服务器内部元件的温度，通过容量检测模块获取服务器储存器的容量信息，通过风扇检测模块获取服务器风扇转速，并将获取的数据信息通过WEB管理界面供用户访问查询；当系统温度过高，或服务器内部某一元件温度过高时，启动报警系统，发出报警信息；BMC管理模块利用BMC作为远程显卡使用，同时与接入的USB信号一同处理打包后通过网络通信模块传输到远端，实现KVM Over IP功能。
优选地，电源模块包括：整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路；
整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路依次连接，整流电路与外电源连接；
变压电路用于将一次侧电压变换为12v、5v、3.3v输出供服务器内部元件使用，以及传输至电源转换电路，电源转换电路将变压电路传输的电压变换为3.3v、2.5v、1.8v、1.5v、1.05v、0.95v、0.9v、0.75v供服务器内部元件使用。
优选地，插槽组件包括：PCI-E交换芯片，多个PCI-E16插槽，多个PCI-E8插槽，网络控制器，网络连接器以及MiniPCIE插槽；
MiniPCIE插槽与北桥芯片通过PCIEx1总线连接；
PCI-E交换芯片与北桥芯片通过PCIEx16总线连接；
每个PCI-E16插槽，每个PCI-E8插槽以及网络控制器分别与PCI-E交换芯片连接；
PCI-E交换芯片采用PEX8664芯片。
优选地，南桥芯片组包括：南桥芯片，南桥芯片接口，SATA接口以及USB接口；
南桥芯片通过ALINK总线与北桥芯片连接，南桥芯片接口，SATA接口以及USB接口分别与南桥芯片连接；
南桥芯片接口采用83527接口；南桥芯片通过LPC总线与南桥芯片接口连接；
南桥芯片采用SB710芯片。
优选地，还包括：SATA扩展芯片和SATA接口；
SATA扩展芯片通过PCIE总线连接北桥芯片，SATA接口与SATA扩展芯片连接。
优选地，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别采用龙芯3B30004核处理器，且工作频率为1.5GHz，内部集成DDR3SDRAM控制器、SPI接口控制器、UART接口控制器、I2C接口控制器和GPIO；
北桥芯片采用RS780e；
还包括：多个USB扩展模块；每个USB扩展模块分别与北桥芯片和状态监控单元连接；
USB扩展模块包括：USB扩展芯片和USB扩展接口；USB扩展接口通过USB扩展芯片连接北桥芯片；
USB扩展芯片采用UPD720201。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
服务器架构提升主板数据处理能力、存储能力及网络接入能力，四路CPU间通过HT总线两两互连，搭配RS780e和SB710芯片实现PCI-E外设及接口扩展。同时，主板上设有状态监控单元，可实现服务器的远程开关机控制，以及电压、温度、风扇转速等状态信息监控、设备故障报警、KVM Over IP、远程U盘、ISO文件的挂载和数据访问等功能，实现了将多个龙芯处理器设置在服务器中，提供服务器的处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为多处理器的服务器架构示意图；
图2为CPU之间连接示意图；
图3为状态监控单元示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种多处理器的服务器架构，如图1、图2所示，包括：主板，用于给服务器内部元件供电的电源模块42，第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4，插槽组件67以及状态监控单元7；
主板包括：南桥芯片组和北桥芯片1；插槽组件67，状态监控单元7，电源模块42分别与北桥芯片1连接；第一CPU1与第二CPU2通过HT总线连接，第三CPU3与第四CPU4通过HT总线连接；第一CPU1与第三CPU3之间设有第一高速连接器17，第一CPU和第三CPU分别与第一高速连接器17通过HT总线连接；第二CPU2与第四CPU4之间设有第二高速连接器18，第二CPU2和第四CPU4分别与第二高速连接器18通过HT总线连接；第三CPU3与北桥芯片1通过HT总线连接；第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4分别连接有内存插槽9；第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4分别与内存插槽9通过DDR通道连接。第一CPU通过第二高速连接器连接第四CPU；第二CPU通过第一高速连接器连接第三CPU；
本实施例中，第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4分别连接有至少两条内存插槽9；内存插槽9上插置有内存条；
第三CPU3连接有固件Flash插座8，固件Flash插座8上插置有Flash芯片；第一CPU1连接有第一供电电路11，第二CPU2连接有第二供电电路12，第三CPU3连接有第三供电电路13，第四CPU4连接有第四供电电路14；第一供电电路11，第二供电电路12，第三供电电路13，第四供电电路14分别与CPLD模块15连接，CPLD模块15分别连接复位控制按键23和开机控制按键24。这样复位控制按键23和开机控制按键24分别通过CPLD模块15控制第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4。
其中，第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4分别采用龙芯3B3000 4核处理器，且工作频率为1.5GHz，内部集成DDR3SDRAM控制器、SPI接口控制器、UART接口控制器、I2C接口控制器和GPIO；北桥芯片1采用RS780e；
服务器架构还包括：多个USB扩展模块93；每个USB扩展模块93分别与北桥芯片1和状态监控单元7连接；
USB扩展模块93包括：USB扩展芯片91和USB扩展接口92；USB扩展接口92通过USB扩展芯片91连接北桥芯片1；USB扩展芯片91采用UPD720201。这样服务器架构具有多个USB扩展接口92，便于服务器架构连接外部设备。
本实施例中，如图3所示，状态监控单元7包括：BMC管理模块35，串行接口34，网络通信模块31，WEB管理界面32以及检测模块33；
网络通信模块31，WEB管理界面32，检测芯片33以及串口接口34分别与BMC管理模块35连接；
BMC管理模块35通过网络通信模块31连接局域网；BMC管理模块35通过WEB管理界面32供用户登录访问；
BMC管理模块35还分别与CPLD模块15，第一CPU1，第二CPU2，第三CPU3，第四CPU4连接；
BMC管理模块35包括：AST2400管理芯片、Flash模块，同步动态随机存储器及DC供电电路，BMC管理模块设有PCI-E×1连接端、LPC连接端、USB连接端、I2C×9连接端、VGA数字信号的输入端、多个网口、多个串口及GPIO接口。
检测模块包括：检测电源模块的输入输出电压的电压检测模块，检测服务器内部元件温度的温度检测模块，检测服务器储存器容量信息的容量检测模块，检测服务器风扇转速的风扇检测模块；
电压检测模块，温度检测模块，容量检测模块，风扇检测模块分别与BMC管理模块35连接，BMC管理模块35通过电压检测模块获取电源模块的输入输出电压，通过温度检测模块获取服务器内部元件的温度，通过容量检测模块获取服务器储存器的容量信息，通过风扇检测模块获取服务器风扇转速，并将获取的数据信息通过WEB管理界面供用户访问查询；当系统温度过高，或服务器内部某一元件温度过高时，启动报警系统，发出报警信息；BMC管理模块利用BMC作为远程显卡使用，同时与接入的USB信号一同处理打包后通过网络通信模块传输到远端，实现KVM Over IP功能。
本实施例中，电源模块42包括：整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路41；整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路41依次连接，整流电路与外电源连接；
可以理解的是整流电路将交流电整流为直流电，稳压电路，滤波电路，对直流电进行稳压滤波。变压电路对稳压滤波后的电信号进行变压以便于供给主板元件使用。
变压电路用于将一次侧电压变换为12v、5v、3.3v输出供服务器内部元件使用，以及传输至电源转换电路41，电源转换电路41将变压电路传输的电压变换为3.3v、2.5v、1.8v、1.5v、1.05v、0.95v、0.9v、0.75v供服务器内部元件使用。
本实施例中，插槽组件67包括：PCI-E交换芯片61，多个PCI-E16插槽62，多个PCI-E8插槽63，网络控制器64，网络连接器65以及MiniPCIE插槽66；
MiniPCIE插槽66与北桥芯片1通过PCIEx1总线连接；
PCI-E交换芯片61与北桥芯片1通过PCIEx16总线连接；
每个PCI-E16插槽62，每个PCI-E8插槽63以及网络控制器64分别与PCI-E交换芯片61连接；PCI-E交换芯片61采用PEX8664芯片。
南桥芯片组包括：南桥芯片5，南桥芯片接口51，SATA接口52以及USB接口53；
南桥芯片5通过ALINK总线与北桥芯片1连接，南桥芯片接口51，SATA接口52以及USB接口53分别与南桥芯片5连接；
南桥芯片接口51采用83527接口；南桥芯片5通过LPC总线与南桥芯片接口51连接；南桥芯片采用SB710芯片。
本实施例中，服务器架构还包括：SATA扩展芯片81和SATA接口82；SATA扩展芯片81通过PCIE总线连接北桥芯片1，SATA接口82与SATA扩展芯片81连接。使架构具有SATA接口82，丰富架构的连接接口。
服务器架构以提升主板数据处理能力、存储能力及网络接入能力为核心，四路CPU间通过HT3.0总线两两互连，搭配RS780e和SB710芯片组并通过PCI-E Switch芯片实现PCI-E外设及接口扩展。同时，主板上设计了智能管理模块，可实现服务器的远程开关机控制，以及电压、温度、风扇转速等状态信息监控、设备故障报警、KVM Over IP、远程U盘、光驱、ISO文件的挂载和数据访问等功能。
通过HT3.0总线实现多路CPU的互连，核心处理模块作为主板的计算处理核心，由四颗龙芯3B3000处理器、多个内存插槽、固件接口以及供电电路、时钟电路、复位电路、串口电路等组成，共提供16个运算核心。使用龙芯最新一代龙芯3B3000处理器，为提升主板的计算性能，设计采用HT3.0总线将四颗CPU进行互连，每颗龙芯3B3000处理器为一个节点，构成一个16核的CC-NUMA结构，有效提升了龙芯处理器系统单机处理能力。
状态监控单元包括AST2400管理芯片、SDRAM、Flash及DC供电电路等，对外连接PCI-E×1、LPC、USB、I2C×9、VGA数字信号的输入、网口×2、串口×2及GPIO等接口，满足功能要求。其中模块上的AST2400与主板上的硬件检测芯片、风扇控制芯片连接，实现整机温度、电压等状态信息的监测以及风扇转速的自动控制，当系统温度过高时可启动报警系统，发出报警信息。另外，利用BMC作为远程显卡使用，同时与接入的USB信号一同处理打包后通过管理网络传输到远端，实现KVM Over IP功能。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种多处理器的服务器架构，其特征在于，包括：主板，用于给服务器内部元件供电的电源模块，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU，插槽组件以及状态监控单元；
主板包括：南桥芯片组和北桥芯片；
插槽组件，状态监控单元，电源模块分别与北桥芯片连接；
第一CPU与第二CPU通过HT总线连接，第三CPU与第四CPU通过HT总线连接；
第一CPU与第三CPU之间设有第一高速连接器，第一CPU和第三CPU分别与第一高速连接器通过HT总线连接；
第二CPU与第四CPU之间设有第二高速连接器，第二CPU和第四CPU分别与第二高速连接器通过HT总线连接；
第一CPU通过第二高速连接器连接第四CPU；第二CPU通过第一高速连接器连接第三CPU；
第三CPU与北桥芯片通过HT总线连接；
第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别连接有内存插槽；第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别与内存插槽通过DDR通道连接。
2.根据权利要求1所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别连接有至少两条内存插槽；内存插槽上插置有内存条；
第三CPU连接有固件Flash插座，固件Flash插座上插置有Flash芯片；
第一CPU连接有第一供电电路，第二CPU连接有第二供电电路，第三CPU连接有第三供电电路，第四CPU连接有第四供电电路；
第一供电电路，第二供电电路，第三供电电路，第四供电电路分别与CPLD模块连接，CPLD模块分别连接复位控制按键和开机控制按键。
3.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
状态监控单元包括：BMC管理模块，串行接口，网络通信模块，WEB管理界面以及检测模块；
网络通信模块，WEB管理界面，检测芯片以及串口接口分别与BMC管理模块连接；
BMC管理模块通过网络通信模块连接局域网；BMC管理模块通过WEB管理界面供用户登录访问；
BMC管理模块还分别与CPLD模块，第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU连接；
BMC管理模块包括：AST2400管理芯片、Flash模块，同步动态随机存储器及DC供电电路，BMC管理模块设有PCI-E×1连接端、LPC连接端、USB连接端、I2C×9连接端、VGA数字信号的输入端、多个网口、多个串口及GPIO接口。
4.根据权利要求3所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
检测模块包括：检测电源模块的输入输出电压的电压检测模块，检测服务器内部元件温度的温度检测模块，检测服务器储存器容量信息的容量检测模块，检测服务器风扇转速的风扇检测模块；
电压检测模块，温度检测模块，容量检测模块，风扇检测模块分别与BMC管理模块连接，BMC管理模块通过电压检测模块获取电源模块的输入输出电压，通过温度检测模块获取服务器内部元件的温度，通过容量检测模块获取服务器储存器的容量信息，通过风扇检测模块获取服务器风扇转速，并将获取的数据信息通过WEB管理界面供用户访问查询；当系统温度过高，或服务器内部某一元件温度过高时，启动报警系统，发出报警信息；BMC管理模块利用BMC作为远程显卡使用，同时与接入的USB信号一同处理打包后通过网络通信模块传输到远端，实现KVM Over IP功能。
5.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
电源模块包括：整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路；
整流电路，稳压电路，滤波电路，变压电路，电源转换电路依次连接，整流电路与外电源连接；
变压电路用于将一次侧电压变换为12v、5v、3.3v输出供服务器内部元件使用，以及传输至电源转换电路，电源转换电路将变压电路传输的电压变换为3.3v、2.5v、1.8v、1.5v、1.05v、0.95v、0.9v、0.75v供服务器内部元件使用。
6.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
插槽组件包括：PCI-E交换芯片，多个PCI-E16插槽，多个PCI-E8插槽，网络控制器，网络连接器以及MiniPCIE插槽；
MiniPCIE插槽与北桥芯片通过PCIEx1总线连接；
PCI-E交换芯片与北桥芯片通过PCIEx16总线连接；
每个PCI-E16插槽，每个PCI-E8插槽以及网络控制器分别与PCI-E交换芯片连接；
PCI-E交换芯片采用PEX8664芯片。
7.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
南桥芯片组包括：南桥芯片，南桥芯片接口，SATA接口以及USB接口；
南桥芯片通过ALINK总线与北桥芯片连接，南桥芯片接口，SATA接口以及USB接口分别与南桥芯片连接；
南桥芯片接口采用83527接口；南桥芯片通过LPC总线与南桥芯片接口连接；
南桥芯片采用SB710芯片。
8.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
还包括：SATA扩展芯片和SATA接口；
SATA扩展芯片通过PCIE总线连接北桥芯片，SATA接口与SATA扩展芯片连接。
9.根据权利要求1或2所述的多处理器的服务器架构，其特征在于，
第一CPU，第二CPU，第三CPU，第四CPU分别采用龙芯3B3000 4核处理器，且工作频率为1.5GHz，内部集成DDR3SDRAM控制器、SPI接口控制器、UART接口控制器、I2C接口控制器和GPIO；
北桥芯片采用RS780e；
还包括：多个USB扩展模块；每个USB扩展模块分别与北桥芯片和状态监控单元连接；
USB扩展模块包括：USB扩展芯片和USB扩展接口；USB扩展接口通过USB扩展芯片连接北桥芯片；
USB扩展芯片采用UPD720201。
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