CN111651399A - 一种ai板卡及主机 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种AI板卡及主机，其中，所述AI板卡，应用于主机，包括：处理芯片，用于编码和解码，芯片的型号包括HI3559A；存储芯片，用于暂存数据，供处理芯片调用；PCIE SWITCH，用于连接处理芯片和主机的CPU；处理芯片的数量为八个，且八个处理芯片采取并联堆叠设计；各处理芯片均连接两颗存储芯片；PCIE SWITCH包括9个PCIE接口，8个为X2带宽的下游端口，与处理芯片连接，1个为X16带宽的上行端口，与主机的CPU连接。与现有技术相比，本发明的板卡具备强大的数据编解码能力，以及数据分析和推理能力。此外，本发明采用国产海思HI3559A芯片，价格远低于英伟达等外国厂商的芯片，在保证板卡性能的前提下，大幅降低AI板卡生产成本。

Description

一种AI板卡及主机
技术领域
本发明涉及到计算机领域，特别是涉及到一种AI板卡及主机。
背景技术
随着信息技术的发展，各行各业都在涉及AI(Artificial Intelligence，人工智能)。芯片是AI领域的硬件核心。在该领域中，美国公司英伟达是行业龙头。这家国外公司主要出售图形显卡芯片及其各种形态的AI，图形处理，深度学习等板卡及其设备；不仅仅是安防领域，其它诸如汽车行业智能驾驶，大气分析，机器学习等，都会用到这家公司生产的硬件设备；而且这家公司占用市场近70％的市场份额，绝对处于垄断地位。因此，英伟达所有的硬件设备，价格高昂，而且牢牢把握话语权。而且，另外一家国外公司AMD，也是生产图形显卡和芯片的公司，占据剩下20％的市场份额。由于芯片的被国外公司垄断，芯片价格高昂，导致现有AI板卡生产成本高。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种AI板卡，旨在解决降低现有AI板卡生产成本高的技术问题。
本发明提出一种AI板卡，应用于主机，包括：
处理芯片，用于编码和解码，芯片的型号包括HI3559A；
存储芯片，用于暂存数据，供处理芯片调用；
PCIE SWITCH，用于连接处理芯片和主机的CPU；
处理芯片的数量为八个，且八个处理芯片采取并联堆叠设计；
各处理芯片均连接预设数量的存储芯片；
PCIE SWITCH包括9个PCIE接口，8个为X2带宽的下游端口，与处理芯片连接，1个为X16带宽的上行端口，与主机的CPU连接。
优选的，AI板卡还包括时钟拓展模块；
时钟拓展模块的信号输出端分别连接各处理芯片和PCIE SWITCH，给处理芯片和PCIE SWITCH提供频率为100MHz的时钟信号。
优选的，AI板卡还包括I2C设备；
处理芯片具有I2C接口；
将八个处理芯片的I2C接口连接到一总线；
I2C设备连接至总线，使得处理芯片与I2C设备通信连接。
优选的，I2C设备包括I2C温度传感器。
优选的，I2C设备还包括I2C功率检测器件。
优选的，I2C设备还包括数字ID芯片。
优选的，I2C设备还包括现场可更换单元。
优选的，AI板卡AI板卡的高度包括111.15mm，板卡的长度包括267mm。
本发明还提供一种主机，包含上述的AI板卡。
本发明的有益效果在于：本发明的板卡具备强大的数据编解码能力，以及数据分析和推理能力。此外，本发明采用国产海思HI3559A芯片，价格远低于英伟达等外国厂商的芯片，在保证板卡性能的前提下，大幅降低AI板卡生产成本。
附图说明
图1为本发明一种AI板卡的第一结构示意图；
图2为图1中AI板卡的工作示意图；
图3为本发明一种AI板卡的第二结构示意图；
图4为图1中AI板卡的时钟拓展模块的工作示意图；
图5为图1中的AI板卡连接外设的结构示意图。
标号说明：
1、处理芯片；2、存储芯片；3、PCIE SWITCH；4、时钟拓展模块。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图3，本发明提供一种AI板卡，应用于主机，包括：
处理芯片1，用于编码和解码，芯片的型号包括HI3559A；
存储芯片2，用于暂存数据，供处理芯片1调用；
PCIE SWITCH3，用于连接处理芯片和主机的CPU；
处理芯片1的数量为八个，且八个处理芯片1采取并联堆叠设计；
各处理芯片1均连接预设数量的存储芯片2，预设数量包括二、四和八；
PCIE SWITCH3包括9个PCIE接口，8个为X2带宽的下游端口，与处理芯片1连接，1个为X16带宽的上行端口，与主机的CPU连接。
在本发明实施例中，AI板卡包括处理芯片1、存储芯片2和PCIE SWITCH3，其中，处理芯片1的型号包括华为海思的HI3559A，存储芯片2包括DDR4 SDRAM，HI3559A这颗SOC内集成了内存控制器，支持2个Memory通道；Memory内存颗粒跟HI3559A内部的内存控制器通信。该款芯片具有强大的编解码处理能力，支持16路1080P解码能力，同时内置NINE神经网络加速引擎，具有4T浮点运算能力，同时支持标准PCIE 2.0x2接口(配置为端点设备)用来传递数据。正是基于HI3559A强大的编、解码能力和具有PCIE通信的特点，架构中采用PCIESWITCH。PCIE SWITCH上游端口采用PCIE X16链路带宽与主机的CPU进行数据通信，PCIESWITCH配置8个下游端口，分别与8个HI3559A进行数据通信，HI3559A全部配置成PCIE设备。本板卡通过8颗处理芯片1并联堆叠，具有强大的算力，可以支持图像识别解码分析，数据推理等运用。本板卡突破原有HI3559A的应用领域，主要通过PCIE(peripheral componentinterconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)接口来获取通信数据，具体过程包括主机系统通过PCIE总线枚举到本板卡的8颗海思HI3559A，根据主机系统的应用软件调度，把需要分析或是需要进行编、解码的数据通过PCIE总线传递给处理芯片1，处理芯片1利用内部强大的编解码引擎，对数据进行编码或解码，或是其它分析；分析完后，对数据进行封包处理，然后根据应用软件调度，把这些处理好的数据送往具体的单元(例如SSD或硬盘)，同时本板卡可通过PCIE接口上报与处理芯片1通信连接的外设信息(如温度和功耗等信息)。
在本发明实施例中，本板卡的数据应用模式如下：1、本板卡是PCIE板卡，插入主机板中使用，其中，主机可以是ARM架构，也可是X86架构；2、不再使用PCIE中的CMOS传感器进行图像数据采集，而是采用PCIE进行数据采集和传输；3、当本板卡插入到主机中，主机系统在应用软件的调度下，把需要的数据通过PCIE接口，把数据传输到本发明的板卡；4、本发明板卡在接收到PCIE数据后，根据系统和驱动软件的拆包后，根据指令，对这些数据进行编码或是解码；5、把经过处理后的数据再次封装成PCIE格式的包，传送给系统应用端；6、最后、主机系统根据软件应用，进行分发调度。
此外，在本发明实施例中，具备8颗HI3559A芯片的板卡，可用SOC内部强大的编解码能力，可以并发处理多任务，图形解码或是编码；同时输出数据接口采用PCIE 2.0x 16(单向8GB的带宽能力)，可以快速的传递数据，在诸多领域，比如图像对比，人脸识别等应用领域可以实现快速的比对；另外，HI3559A芯片集成了加速引擎NNIE，且8颗芯片并行运算，实现一些深度学习，应用在一些图片分类，目标检测等场景。
综上，本发明的板卡具备强大的数据编解码能力，以及数据分析和推理能力。此外，本发明采用国产海思HI3559A芯片，价格远低于英伟达等外国厂商的芯片，在保证板卡性能的前提下，大幅降低AI板卡生产成本。
参照图4，AI板卡还包括时钟拓展模块4；
时钟拓展模块4的信号输出端分别连接各处理芯片1和PCIE SWITCH3，给处理芯片1和PCIE SWITCH3提供频率为100MHz的时钟信号。
在本发明实施例中，在PCIE规范中，100MHZ时钟是PCIE设备的基准时钟；PCIE设备利用这个基准时钟，进行内部倍频，同时，PCIE芯片RX端进行数据恢复后，参考该时钟进行数据位编码。
参照图5，AI板卡还包括I2C设备；
处理芯片1具有I2C接口；
将八个处理芯片1的I2C接口连接到一总线；
I2C设备连接至总线，使得处理芯片1与I2C设备通信连接。
在本发明实施例中，为了拓展本AI板卡的功能，处理芯片1会通过I2C接口连接外部设备。I2C设备包括I2C温度传感器、I2C功率检测器件、数字ID芯片和现场可更换单元。综上，本板卡可以通过PCIE总线上报温度，功耗，数字ID等。
进一步地，板卡的高度包括111.15mm，板卡的长度包括267mm。
在本发明实施例中，板卡的高度包括111.15mm，板卡的长度包括267mm该尺寸采用全高全长板卡形态，适用于现有应用环境。
进一步地，本发明还提供一种主机，包含上述的板卡。
在本发明实施例中，包含上述板卡的主机具备图像对比，人脸识别、深度学习和目标检测等功能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种AI板卡，其特征在于，应用于主机，包括：
处理芯片，用于编码和解码，所述芯片的型号包括HI3559A；
存储芯片，用于暂存数据，供所述处理芯片调用；
PCIE SWITCH，用于连接处理芯片和所述主机的CPU；
所述处理芯片的数量为八个，且八个所述处理芯片采取并联堆叠设计；
各所述处理芯片均连接预设数量的存储芯片；
所述PCIE SWITCH包括9个PCIE接口，8个为X2带宽的下游端口，与所述处理芯片连接，1个为X16带宽的上行端口，与所述主机的CPU连接。
2.根据权利要求1所述的AI板卡，其特征在于，还包括时钟拓展模块；
所述时钟拓展模块的信号输出端分别连接各所述处理芯片和所述PCIE SWITCH，给所述处理芯片和所述PCIE SWITCH提供频率为100MHz的时钟信号。
3.根据权利要求1所述的AI板卡，其特征在于，还包括I2C设备；
所述处理芯片具有I2C接口；
将八个所述处理芯片的I2C接口连接到一总线；
所述I2C设备连接至所述总线，使得所述处理芯片与所述I2C设备通信连接。
4.根据权利要求3所述的AI板卡，其特征在于，所述I2C设备包括I2C温度传感器。
5.根据权利要求3所述的AI板卡，其特征在于，所述I2C设备还包括I2C功率检测器件。
6.根据权利要求3所述的AI板卡，其特征在于，所述I2C设备还包括数字ID芯片。
7.根据权利要求3所述的AI板卡，其特征在于，所述I2C设备还包括现场可更换单元。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的AI板卡，其特征在于，所述板卡的高度包括111.15mm，所述板卡的长度包括267mm。
9.一种主机，其特征在于，包含权利要求1至8任意一项所述的AI板卡。
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