CN108512781B

CN108512781B - 一种背板系统

Info

Publication number: CN108512781B
Application number: CN201810253387.XA
Authority: CN
Inventors: 宋凯凯; 赵振伟; 陈进
Original assignee: Zhongke Sugon Information Industry Chengdu Co ltd; Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Current assignee: CHINESE CORPORATION DAWNING INFORMATION INDUSTRY CHENGDU CO., LTD.
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: CN108512781A

Abstract

本发明公开了一种背板系统，该背板系统包括：背板，背板上设置有多个连接器，并包括多个端口，并且不同连接器之间的互连通过不同连接器上的端口之间的连接实现。本发明通过不同连接器上的端口之间的连接实现了不同连接器之间的互连，从而实现了交换机内部高速网络。

Description

一种背板系统

技术领域

本发明涉及服务器领域，具体来说，涉及一种背板系统。

背景技术

曙光公司计划于2020年左右推出E级超级计算机，该E级超级计算机的运算能力达到1018FLOPs(每秒浮点运算次数)，力争全球最快的超级计算机。同时，设计一台E级超级计算机的原型系统为E级原型机，并且硅元交换机为E级原型机项目网络部分的硬件主体，其实现计算节点间的网络互连，交换机之间通过6D Torus网络互连组成了E级原型机的网络系统。此外，在技术验证通过后，硅元交换机将作为E级超级计算机的高速计算网络的主要载体。

此外，交换机网络采用英特尔Omni-Path架构，节点下行网络带宽为200G(考虑网络冗余)，互连网络带宽为400G，同时，互连架构采用6D Torus网络，该网络是在3D Torus网络基础上再进行一次3D Torus网络互连，考虑到的系统可维护性，设计一台硅元交换机实现局部3D Torus网络互连，然后再用3D Torus网络将硅元交换机互连实现整体6D Torus网络。同时，背板是硅元交换机中的重要部分，然而，现有的背板互连技术，无法实现多个交换芯片的高速差分信号之间的互连。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种背板系统。

为了解决现有技术中的问题，本发明公开了一种背板系统，该背板系统包括：背板，背板上设置有多个连接器，并包括多个端口，并且不同连接器之间的互连通过不同连接器上的端口之间的连接实现。

根据本发明的一个实施例，背板上设置有六个连接器，并且每个连接器连接交换板卡；以及每个连接器均包括有12个端口。

根据本发明的一个实施例，每个连接器上的所有端口平行设置。

根据本发明的一个实施例，背板上设置有第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器、第五连接器和第六连接器，并且第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器、第五连接器和第六连接器均包括第一端口，其中，第一连接器的第一端口和第六连接器上的第一端口连接，以及第二连接器的第一端口和第五连接器上的第一端口连接，以及第三连接器的第一端口和第四连接器上的第一端口连接。

根据本发明的一个实施例，互相连接的第一端口均处于同一列。

根据本发明的一个实施例，第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器、第五连接器和第六连接器均包括并列设置的第二端口和第三端口，其中，第一连接器的第二端口和第二连接器的第三端口连接，以及第二连接器的第二端口和第三连接器的第三端口连接，以及第三连接器的第二端口和第一连接器的第三端口连接，以及第四连接器的第二端口和第五连接器的第三端口连接，以及第五连接器的第二端口和第六连接器的第三端口连接，以及第六连接器的第二端口和第四连接器的第三端口连接。

根据本发明的一个实施例，互相连接的第二端口和第三端口处于相邻的两列。

根据本发明的一个实施例，每个端口的通信速率为100Gbps。

本发明的有益技术效果在于：

本发明通过不同连接器上的端口之间的连接实现了不同连接器之间的互连，从而实现了交换机内部高速网络。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例的连接器和交换板卡互连的示意图；

图2是根据本发明实施例的连接器的布局示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的问题，本发明公开了一种背板系统，如图1和图2所示，根据本发明实施例的背板系统包括：背板，背板上设置有多个连接器，并包括多个端口，并且不同连接器之间的互连通过不同连接器上的端口之间的连接实现。

借助于本发明的上述技术方案，通过不同连接器上的端口之间的连接实现了不同连接器之间的互连，从而实现了交换机内部高速网络。

根据本发明的一个实施例，每个端口的通信速率为100Gbps。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。

本发明公开了一种背板系统，该背板系统属于硅元交换机中的重要部分，每个硅元交换机包含12个交换节点(或Edge交换机)，局部呈2×2×3的3D Torus网络结构，原型机包含12个硅元交换机，整体呈2×2×3的3D Torus结构，每个硅元交换机包含6块板卡(每一块板卡上有两个交换节点)、两块背板，局部互连由交换节点内部和背板之间完成。

此外，该背板系统中的背板实现了交换模块、管理模块和电源接口之间的互连，并且背板前部为交换模块的接口，共6个，背部为管理模块接口与电源接口，此外，该背板系统包含2个背板，2个背板完全一致，此外，当然可以理解，其还可根据实际需求设置背板的个数，本发明对此不做限定。

另外，背板上的高速信号部分如图1所示，该背板具有6个连接器，具体地，上述6个连接器分别为CON1(或第一连接器)、CON2(或第二连接器)、CON3(或第三连接器)、CON4(或第四连接器)、CON5(或第五连接器)和CON6(或第六连接器)，并且每一个连接器(如CON1)对插一个交换板卡(如SW1)，此外，当然可以理解，该连接器的个数和具体类型可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，该背板上设置有6个Xcede+连接器，本发明对此不做限定，同时，下面为了便于理解本发明的技术方案，下面通过图1中的6个连接器进行描述。

此外，上述每个连接器均包括12个端口，每个端口包括4路(lane0、lane1、lane2、lane3，其中，lane为局域网仿真或LAN仿真)，并且每路的速率为25Gbps，从而每个端口的速率为100Gbps，根据整个交换机逻辑端口号的编码，用于内部互连的12个端口的编号为37～48，之间的对应和互连关系如下表1所示，同时为了便于描述，将表1中的C+1、C+2、C+3、C+4定义为第一端口，并且将B4、B2、C-4、C-2定义为第二端口，对应地，将B3、B1、C-3、C-1定义为第三端口。

48	47	46	45	44	43	42	41	40	39	38	37
												B4	B3	B2	B1	C-4	C-3	C-2	C-1	C+4	C+3	C+2	C+1

表1

如图2所示，每个连接器上的所有端口平行设置，并且CON1的第一端口和CON6上的第一端口连接，以及CON2的第一端口和CON5上的第一端口连接，以及CON3的第一端口和CON4上的第一端口连接，以及互相连接的第一端口均处于同一列。同时，CON1的第二端口和CON2的第三端口连接，以及CON2的第二端口和CON3的第三端口连接，以及CON3的第二端口和CON1的第三端口连接，以及CON4的第二端口和CON5的第三端口连接，以及CON5的第二端口和CON6的第三端口连接，以及CON6的第二端口和CON4的第三端口连接，从而该背板用来实现硅元交换机局部3D Torus网络结构交换芯片节点互连，通过背板互连的端口总共有12个，每个端口速率为100Gbps，实现交换机内部高速网络。

此外，该背板采用的材料等参数可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，该背板采用的PCB板材是meteorwave2000，并且每层搭配0.5oz厚度的HVLP铜箔，叠层为22层，板厚3mm，pp(半固化版)采用1035(RC75％)X1+1078(RC65％)X1，core(芯板)采用1078X2(RC61％)，并且高速走线不走表层，走内层，高速走线层为：6、8、10、12、14、16、18、20层，走线阻抗为95Ohm，线宽/线距为5.8mil/6.2mil，内层每inch走线损耗为0.63dB@12.89GHz，本发明对此不做限定。

另外，对于100G高速背板，要严格关注系统的信号完整性问题，为了保证阻抗连续、控制损耗等信号完整性问题，高速线出线连接器反焊盘挖空大小半径为22mil，高速线在穿过连接器部分走线必须走在连接器每一列孔正中间，走线在弯折处走曲线而非普通的折线，互连高速线走线禁止打孔换层，DN、DP等长控制在1mil。

此外，该高速背板增加背钻工艺，考虑到连接器pin针上鱼眼的位置以及stub的长度，背钻层分别为：bottom(底部)-int11(int11，代表第11走线层，下同)、bottom-int13、bottom-int15、bottom-int17、bottom-int18，将int6、int8、int10背钻层均合并到bottom-int11。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过不同连接器上的端口之间的连接实现了不同连接器之间的互连，从而实现了交换机内部高速网络。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种背板系统，其特征在于，包括：背板，所述背板上设置有多个连接器，并包括多个端口，并且不同所述连接器之间的互连通过不同所述连接器上的端口之间的连接实现，

其中，所述背板上设置有六个连接器，并且每个所述连接器连接交换板卡；以及

每个所述连接器均包括有12个端口，所述12个端口均分为三组端口分别为第一端口，第二端口和第三端口，

所述背板上设置有第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器、第五连接器和第六连接器，并且所述第一连接器、所述第二连接器、所述第三连接器、所述第四连接器、所述第五连接器和所述第六连接器均包括第一端口，

其中，所述第一连接器的第一端口和所述第六连接器上的第一端口连接，以及所述第二连接器的第一端口和所述第五连接器上的第一端口连接，以及所述第三连接器的第一端口和所述第四连接器上的第一端口连接，

所述第一连接器、所述第二连接器、所述第三连接器、所述第四连接器、所述第五连接器和所述第六连接器均包括并列设置的第二端口和第三端口，

其中，所述第一连接器的第二端口和所述第二连接器的第三端口连接，以及所述第二连接器的第二端口和所述第三连接器的第三端口连接，以及所述第三连接器的第二端口和所述第一连接器的第三端口连接，以及第四连接器的第二端口和所述第五连接器的第三端口连接，以及所述第五连接器的第二端口和所述第六连接器的第三端口连接，以及所述第六连接器的第二端口和所述第四连接器的第三端口连接。

2.根据权利要求1所述的背板系统，其特征在于，每个所述连接器上的所有所述端口平行设置。

3.根据权利要求1所述的背板系统，其特征在于，互相连接的所述第一端口均处于同一列。

4.根据权利要求1所述的背板系统，其特征在于，互相连接的所述第二端口和所述第三端口处于相邻的两列。

5.根据权利要求4所述的背板系统，其特征在于，每个所述端口的通信速率为100Gbps。