CN111797049A - 一种双路计算主板架构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双路计算主板架构，本发明包括第一FT2500处理器、第二FT2500处理器、PCIE连接桥、BMC控制模块、CPLD控制模块和电源模块，本发明的主板架构采用双路处理器，双路处理器之间通过直线通路相连接，提升计算板卡的计算能力，且本发明的双路处理器均采用国产自研FT2500处理器芯片，FT2500处理器在国产处理器中拥有较先进的处理性能以及扩展能力，既填补了国产计算板卡的控台，还拥有国内领先甚至国际先进水平的性能。

Description

一种双路计算主板架构
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体地说是一种双路计算主板架构。
背景技术
信息安全是未来信息化战争中的一个重要指标，在网络化作战的环境中，敌人可发起信息攻击的场所无处不在，防不胜防。现代计算机的处理性能变得越来越重要，以适应航空航天航海、卫星数据处理、生物医药研究等各个领域对高性能计算的需求。
国外对于高性能计算的研究已经非常深入，成熟的软硬件产品也比较多，而我国在这方面的研究起步较晚，尤其是完全基于国产处理器双路互联的计算板卡设计。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足，提供一种基于国产处理器的高性能双路计算板卡架构。
本发明所采用技术方案是：
一种双路计算主板架构，包括第一FT2500处理器、第二FT2500处理器、PCIE连接桥、BMC控制模块、CPLD控制模块和电源模块，其中：
所述BMC控制模块用于远程监控主板状态、远程开关机和数据访问；
所述CPLD控制模块用于编程后控制主板整体的启停；
所述电源模块用于对主板整体进行供电；
所述第一FT2500处理器与第二FT2500处理器之间通过4Lane 25Gbps直连通路相连接，所述第一FT2500处理器通过PCIE 16X接口与PCIE连接桥连接，所述PCIE芯片扩展有内置存储接口、外置存储接口、网络接口、FPGA接口、闪存接口以及GPU接口。
作为进一步的优化，本发明所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器均集成64个FTC663内核，每个FTC663内核均采用ARM V8架构，支持ARM64指令集，并采用片上并行体系结构；
每个FTC663内核的一级缓存为32KB，每个FT2500处理器的二级缓存共32MB，每4个FTC663内核共享2MB二级缓存，每个FT2500处理器的三级缓存共为64MB，所有FTC663内核共享三级缓存容量；
所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器均集成有8个DDR4存储控制器，内存频率最高支持3200Hz；
所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器中每个处理器均集成PCIE X16接口和CIE X1接口，且所述PCIE X16接口可拆分成2个PCIE X8接口。
作为进一步的优化，本发明所述BMC控制模块通过PCIE X1接口与PCIE连接桥连接，BMC控制模块通过USB3.0主控芯片与第一FT2500处理器连接，USB3.0主控芯片与BMC控制模块之间通过USB接口连接，USB3.0主控芯片与第一FT2500处理器之间通过PCIE X1接口连接，BMC控制模块与第一FT2500处理器之间连接有LPC通道；
所述BMC控制模块设置有千兆网络接口、RS232通信接口、VGA接口和12C接口，BMC控制模块的千兆网络接口通过88E1111千兆网络芯片进行网络连接。
作为进一步的优化，本发明所述第二FT2500处理器通过USB3.0主控芯片扩扎有多组USB3.0接口进行性能扩展，所述第二FT2500处理器与USB3.0主控芯片之间通过所述PCIEX1插口连接。
作为进一步的优化，本发明所述BMC控制模块与第一FT2500处理器之间连接的USB3.0主控芯片和第二FT2500处理器直连USB3.0主控芯片均采用UPD720201芯片。
作为进一步的优化，本发明所述PCIE连接桥通过千兆以太网驱动器、万兆网络控制器进行数据交换与传输，且万兆网络控制器采用双纤收发；其中：
所述千兆以太网驱动器采用WX1860主控芯片，PCIE连接桥与WX1860主控芯片之间通过PCIE X4接口连接；
所述万兆网络控制器采用XL710主控芯片，XL710主控芯片通过PCIE X8接口与PCIE连接桥连接，并通过HT8525发射机进行光电信号转换。
作为进一步的优化，本发明所述PCIE连接桥通过硬盘主控芯片进行mSATA存储扩展，所述硬盘主控芯片采用88SE9230芯片，所述88SE9230芯片与PCIE连接桥之间通过PCIEX2接口连接，所述88SE9230芯片提供两组SATA硬盘的扩展。
作为进一步的优化，本发明所述PCIE连接桥采用PEX8796芯片，
作为进一步的优化，本发明所述BMC控制模块采用AST2500芯片。
本发明具有以下优点：
1、本发明的主板架构采用双路处理器，双路处理器之间通过直线通路相连接，提升计算板卡的计算能力，且本发明的双路处理器均采用国产自研FT2500处理器芯片，FT2500处理器在国产处理器中拥有较先进的处理性能以及扩展能力，既填补了国产计算板卡的控台，还拥有国内领先甚至国际先进水平的性能；
2、本发明的主板架构主板基于国产FT2500处理器进行设计，搭配PEX8796芯片实现PCIE3.0高速总线扩展，同时集成国产千兆以太网驱动器WX1860AL、USB3.0控制器以及万兆网络控制器XL710，确保各种数据总线的高速率和高带宽，在核心芯片构建上大量采用国产芯片，确保信息的安全性；
3、本发明的主板架构采用BMC控制模块对主板架构进行远程控制，实现对主板架构的带外管理、远程开关机、电压温度监控以及数据访问等功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为本发明的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。
本发明实施例中的属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
本实施例提供一种双路计算主板架构，如图1所示，包括处理器模块、PCIE连接桥、BMC控制模块、CPLD控制模块和电源模块。
其中，所述主板采用双处理器结构，即所述处理器模块包括第一FT2500处理器和第二FT2500，在性能方面，每个FT2500处理器芯片上集成64个自主开发的ARM V8指令集兼容处理器的FTC663内核，并采用片上并行系统(PSOC)体系结构，每个核心时钟频率为2.0-2.3GHz，每个FTC663处理器内核的一级缓存为32KB，每个处理器的二级缓存共32MB，每4个FTC663处理器内核共享2MB二级缓存，每个处理器的三级缓存共为64MB，所有FTC663处理器内核共享三级缓存容量；每个FT2500的典型功耗值为100W，每个内核核心电压0.85V，
在扩展方面，第一FT2500处理器和第二FT2500处理器均集成有8个DDR4内存控制器，内存控制器用于连接内存插槽，内存插槽上用于插接内存条，该内存控制器最高支持频率3200Hz内存条；第一FT2500处理器和第二FT2500处理器中每个处理均集成PCIE 16X接口和1个PCIE 1X接口，且所述PCIE 16X接口可拆分成2个PCIE 8X接口。每个FT2500处理器集成4个4lane 25Gbps直连通路，支撑2-8路CPU直连，第一FT2500处理器与第二FT2500处理器之间就通过该4lane 25Gbps直连通路进行连接。
因此基于上述性能方面和扩展方面两个方面，FT2500处理器通过集成高效处理器核心、基于数据亲和的大规模一致性存储架构、层次式二维Mesh互联网络、多端口高速直连通路，优化存储访问延时，提供优秀的计算性能、访存带宽和I/O扩展能力。
所述PCIE连接桥用于板内数据传输，所述PCIE连接桥采用PEX8796芯片实现PCCIE3.0高速总线扩展，所述第一FT2500处理器通过PCIE X16接口与PCIE连接桥连接，所述PCIE芯片扩展有内置存储接口、外置存储接口、网络接口、FPGA接口、闪存接口以及GPU接口。
其中，在网络连接方面，所述PCIE连接桥通过千兆以太网驱动器、万兆网络控制器进行数据交换与传输，且万兆网络控制器采用双纤收发；其中：所述千兆以太网驱动器采用WX1860主控芯片，PCIE连接桥与WX1860主控芯片之间通过PCIE X4接口连接；所述万兆网络控制器采用XL710主控芯片，XL710主控芯片通过PCIE X8接口与PCIE连接桥连接，并通过HT8525发射器进行光电信号转换。
存储方面，所述PCIE连接桥通过硬盘主控芯片进行mSATA存储扩展，所述硬盘主控芯片采用88SE9230芯片，所述88SE9230芯片与PCIE连接桥之间通过PCIE 2X接口连接，所述88SE9230芯片提供两组SATA硬盘的扩展。
作为进一步的扩展，PCIE连接桥通过PCIE X1接口与同步端口连接，通过PCIE X8接口与网卡连接，通过PCIE X8接口与FPGA连接，通过PCIE X16接口与闪存连接，通过PCIEX16接口与GPU连接。
所述BMC控制模块用于远程监控主板状态、远程开关机和数据访问，所述BMC控制模块采用AST2500芯片实现对主板的远程控制，所述BMC控制模块通过PCIE X1接口与PCIE连接桥连接，BMC控制模块通过USB3.0主控芯片与第一FT2500处理器连接，所述USB3.0主控芯片采用UPD720201芯片，USB3.0主控芯片与BMC模块之间通过USB协议连接，USB3.0主控芯片与第一FT2500之间通过PCIE X1接口连接，BMC控制模块与第一FT2500处理器之间连接有LPC通道；所述BMC控制模块设置有千兆网络接口、RS232通信接口、VGA接口和12C接口，BMC控制模块的千兆网络接口通过88E1111千兆网络芯片进行网络连接。
所述CPLD控制模块用于编程后控制主板整体的启停，CPLD控制模块主要是由可编程逻辑宏单元围绕中心的可编程互连矩阵单元组成，通过编程控制主板的状态，其控制命令为开机、重启和强制关机，并且通过一些扩展指示LED，用于直观的显示主板所处状态。
所述电源模块用于对主板整体进行供电，电源模块采用DC/DC电源转换芯片连接，输出电压为12V电源，为第一FT2500处理器、第二FT2500处理器、PCIE连接桥、BMC模块以及其他需扩展模块，如GPU。
作为一种优选的实施例，本发明实施例所述第二FT2500处理器通过USB3.0主控芯片扩扎有多组USB3.0接口进行性能扩展，所述第二FT2500处理器与USB3.0主控芯片之间通过所述PCIE X1插口连接，所述USB3.0主控芯片也采用UPD720201芯片。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种双路计算主板架构，其特征在于：包括第一FT2500处理器、第二FT2500处理器、PCIE连接桥、BMC控制模块、CPLD控制模块和电源模块，其中：
所述BMC控制模块用于远程监控主板状态、远程开关机和数据访问；
所述CPLD控制模块用于编程后控制主板整体的启停；
所述电源模块用于对主板整体进行供电；
所述第一FT2500处理器与第二FT2500处理器之间通过4Lane 25Gbps直连通路相连接，所述第一FT2500处理器通过PCIE 16X接口与PCIE连接桥连接，所述PCIE芯片扩展有内置存储接口、外置存储接口、网络接口、FPGA接口、闪存接口以及GPU接口。
2.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器均集成64个FTC663内核，每个FTC663内核均采用ARM V8架构，支持ARM64指令集，并采用片上并行体系结构；
每个FTC663内核的一级缓存为32KB，每个FT2500处理器的二级缓存共32MB，每4个FTC663内核共享2MB二级缓存，每个FT2500处理器的三级缓存共为64MB，所有FTC663内核共享三级缓存容量；
所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器均集成有8个DDR4存储控制器，内存频率最高支持3200Hz；
所述第一FT2500处理器和第二FT2500处理器中每个处理器均集成PCIE X16接口和CIEX1接口，且所述PCIE X16接口可拆分成2个PCIE X8接口。
3.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述BMC控制模块通过PCIEX1接口与PCIE连接桥连接，BMC控制模块通过USB3.0主控芯片与第一FT2500处理器连接，USB3.0主控芯片与BMC控制模块之间通过USB接口连接，USB3.0主控芯片与第一FT2500处理器之间通过PCIE X1接口连接，BMC控制模块与第一FT2500处理器之间连接有LPC通道；
所述BMC控制模块设置有千兆网络接口、RS232通信接口、VGA接口和12C 接口，BMC控制模块的千兆网络接口通过88E1111千兆网络芯片进行网络连接。
4.根据权利要求3所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述第二FT2500处理器通过USB3.0主控芯片扩扎有多组USB3.0接口进行性能扩展，所述第二FT2500处理器与USB3.0主控芯片之间通过所述PCIE X1插口连接。
5.根据权利要求4所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述BMC控制模块与第一FT2500处理器之间连接的USB3.0主控芯片和第二FT2500处理器直连USB3.0主控芯片均采用UPD720201芯片。
6.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述PCIE连接桥通过千兆以太网驱动器、万兆网络控制器进行数据交换与传输，且万兆网络控制器采用双纤收发；其中：
所述千兆以太网驱动器采用WX1860主控芯片，PCIE连接桥与WX1860主控芯片之间通过PCIE X4接口连接；
所述万兆网络控制器采用XL710主控芯片，XL710主控芯片通过PCIE X8接口与PCIE连接桥连接，并通过HT8525发射机进行光电信号转换。
7.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述PCIE连接桥通过硬盘主控芯片进行mSATA存储扩展，所述硬盘主控芯片采用88SE9230芯片，所述88SE9230芯片与PCIE连接桥之间通过PCIE X2接口连接，所述88SE9230芯片提供两组SATA硬盘的扩展。
8.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述PCIE连接桥采用PEX8796芯片。
9.根据权利要求1所述的双路计算主板架构，其特征在于：所述BMC控制模块采用AST2500芯片。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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