CN108376020A - 一种基于atca架构的国产异构多单元服务器 - Google Patents

一种基于atca架构的国产异构多单元服务器 Download PDF

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CN108376020A
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赵瑞东
沈忱
张东
王枫
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/18—Packaging or power distribution
    • G06F1/183—Internal mounting support structures, e.g. for printed circuit boards, internal connecting means
    • G06F1/185—Mounting of expansion boards

Abstract

本发明提供一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器，包括一个或多个计算单元、主管理单元，并且计算单元中的一个或多个分别配有一个异构卡扩展仓，异构卡扩展仓可以扩展用于异构计算的FPGA异构卡，本发明提供的服务器，能够实现异构计算，满足对于异构计算的需求。

Description

一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器
技术领域
本发明涉及服务器领域，具体涉及一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器。
背景技术
在异构计算系统上进行的并行计算通常称为异构计算，是一种特殊形式的并行和分布式计算。早在20世纪80年代中期，异构计算技术诞生。它主要是指使用不同类型指令集、体系架构的计算单元组成混合系统的一种特殊计算方式。随着互联网用户的快速增长、数据体量的急剧膨胀，数据中心对计算的需求也在迅猛上涨。诸如深度学习、在线预测、直播中的视频转码、图片压缩解压缩以及HTTPS加密等各类应用对计算的需求已远远超出了传统CPU处理器的能力所及。
在过去，随着半导体技术的进步和频率的提升，绝大多数计算机应用不需要结构性的变化，或者特定的硬件加速，即可不断提升性能，但是现代应用经常会碰到内存、功耗方面的限制。主要是因为通过提升CPU时钟频率和内核数量而提高计算能力的传统方式遇到了散热和能耗瓶颈。一方面处理器性能再无法按照摩尔定律进行增长，另一方面数据增长对计算性能要求超过了按“摩尔定律”增长的速度。
因此需要一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器，能够满足现在对于异构计算的需求。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，需要能够满足现在对于异构计算的需求，本发明的目的在于提供一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明，提供了一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器，
包含一个或多个计算单元、主管理单元，并且计算单元中的一个或多个分别配有一个异构卡扩展仓，异构卡扩展仓可以扩展用于异构计算的FPGA异构卡。
进一步地，还包含在主管理单元故障时接管主管理单元工作的从管理单元。
进一步地，主管理单元和/或从管理单元具有SMC芯片，以管理计算单元。
进一步地，主管理单元的SMC芯片与每个计算单元的板载BMC芯片进行数据交互，来管理每个计算单元并实时监控电压、温度信息。
进一步地，在主管理单元故障的情况下，从管理单元的SMC芯片与每个计算单元的板载BMC芯片进行数据交互，来管理每个计算单元并实时监控电压、温度信息。
进一步地，异构卡扩展仓包括PCIEx16插槽，通过PCIEx16插槽来扩展FPGA异构卡。
进一步地，计算单元是FT2000+处理器。
进一步地，计算单元搭配PCIE SWITCH组成计算单元核心架构。
进一步地，通过PCIE SWITCH扩展USB3.0、SATA3.0、万兆网口。
进一步地，还包括一个或多个万兆交换单元。
本发明通过以上技术方案，能够获得以下有益技术效果：
本发明提供的基于ATCA架构的国产异构多单元服务器，通过包含一个或多个计算单元、主管理单元，并且计算单元中的一个或多个分别配有一个异构卡扩展仓，异构卡扩展仓可以扩展用于异构计算的FPGA异构卡，从而实现异构计算，满足对于异构计算的需求。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的基于ATCA架构的国产异构多单元服务器的一个实施例的示意图；
图2为本发明提供的基于ATCA架构的国产异构多单元服务器的计算单元的一个实施例的示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
本发明的一个实施例中，如图1-2所示，提供了一种基于ATCA(先进的电信计算平台)架构的国产异构多单元服务器，该服务器包含一个或多个计算单元、主管理单元、2个万兆交换单元，并且计算单元中的一个或多个分别配有一个异构卡扩展仓，异构卡扩展仓可以扩展用于异构计算的FPGA(现场可编程门阵列)异构卡。优选地，该服务器包括8个计算单元和1个主管理单元。计算单元与主管理单元之间通信连接。具体地，计算单元是FT2000+处理器。主管理单元具有SMC(系统管理控制器)芯片，通过有SMC芯片来管理计算单元。在一个示例中，主管理单元的SMC芯片与每个计算单元的板载BMC(基板管理控制器)芯片进行数据交互，来管理每个计算单元并实时监控电压、温度等信息。具体地，异构卡扩展仓包括PCIEx16插槽，通过PCIEx16插槽来扩展FPGA异构卡。当然，异构卡扩展仓还可以包括其他类型的插槽，例如PCIEx8插槽。在一个示例中，计算单元搭配PCIE SWITCH(外围组件快速互连开关)(例如Broadcom公司的PEX8796型号芯片)组成计算单元核心架构，通过PCIE SWITCHPEX8796，使用PCIE转USB、PCIE转SATA(串行高级技术附件)、PCIE转网络等芯片，来扩展USB3.0、SATA3.0、万兆网口等。在一个示例中，采用PCIE3.0SWITCH扩展M.2(一种硬盘接口)硬盘并通过其他IO转换芯片扩展USB3.0、SATA3.0接口。在一个实施例中，通过万兆网络芯片扩展4路万兆网口，为各个计算单元提供足够的网络带宽。在一个实施例中，通过专用PCIEx16通路扩展异构卡模块，能够为计算单元提供足够的异构计算带宽支持。
在一些实施方式中，本发明提供的基于ATCA架构的国产异构多单元服务器还包含在主管理单元故障时接管主管理单元工作的从管理单元。即该服务器具有一主一备两个管理单元，当主管理单元出现故障时从管理单元接管主管理单元的所有业务。具体地，从管理单元具有用于管理计算单元的SMC芯片，在主管理单元故障的情况下，从管理单元的SMC芯片与每个计算单元的板载BMC芯片进行数据交互，来管理每个计算单元并实时监控电压、温度等信息。
应该理解的是，以上所述的服务器中还可以包含该服务器运行和工作所需的其他部件(电源、机箱、风扇等)和软件(用于执行计算需求和其他应用的程序)，并且这些部件可以是本领域已知的任何合适类型和形式。
本公开中计算单元采用FT2000+作为CPU，目前FT2000+CPU是国产CPU中性能最高的，在spec2006测试中，该处理器浮点运算性能可媲美Intel至强E5处理器。通过硬件加速，引入特定单元、让计算系统变成混合结构，使得不同类型的计算单元可以执行自己最擅长的任务。如图2所示，FT2000+通过PCIEx16与PCIE SWITCH连接，PCIE SWITCH通过PCIE实现与各个存储装置(如USB、SATA等)的连接，FT2000+通过总线与CPLD(复杂可编程逻辑器件，Complex Programmable Logic Device)连接，BMC通过PCIE与FT2000+连接。
本发明提供的基于ATCA架构的国产异构多单元服务器能够实现异构计算，满足对于异构计算的需求。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于ATCA架构的国产异构多单元服务器，其特征在于：
包含一个或多个计算单元、主管理单元，并且所述计算单元中的一个或多个分别配有一个异构卡扩展仓，所述异构卡扩展仓扩展用于异构计算的FPGA异构卡。
2.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于：
还包含在所述主管理单元故障时接管所述主管理单元工作的从管理单元。
3.根据权利要求1或2所述的服务器，其特征在于：
所述主管理单元和/或所述从管理单元具有SMC芯片，以管理所述计算单元。
4.根据权利要求3所述的服务器，其特征在于：
所述主管理单元的所述SMC芯片与每个所述计算单元的板载BMC芯片进行数据交互，来管理每个所述计算单元并实时监控电压、温度信息。
5.根据权利要求3所述的服务器，其特征在于：
在所述主管理单元故障的情况下，所述从管理单元的所述SMC芯片与每个所述计算单元的板载BMC芯片进行数据交互，来管理每个所述计算单元并实时监控电压、温度信息。
6.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于：
所述异构卡扩展仓包括PCIEx16插槽，通过所述PCIEx16插槽来扩展所述FPGA异构卡。
7.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于：
所述计算单元是FT2000+处理器。
8.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于：
所述计算单元搭配PCIE SWITCH组成计算单元核心架构。
9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于：
通过所述PCIE SWITCH扩展USB3.0、SATA3.0、万兆网口。
10.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于：
还包括一个或多个万兆交换单元。
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