CN1908849A - 一种基于Opteron处理器的服务器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于计算机领域，提供了一种基于Opteron处理器的服务器系统，所述服务器系统包括多块处理器板和多块IO板，所述处理器板和IO板分别置入刀片服务器的固定槽位上，所述处理器板和IO板之间通过HT接口经背板连接，所述处理器板之间通过cHT接口连接。本发明通过多块处理器板和IO板的方式来实现一个基于AMD Opteron处理器的Glueless服务器系统，用户配置方式更加灵活，单板拆除和安装方便，设备管理功能更加丰富，可以方便地与其他服务器系统组成一个大的服务器集群系统，同时可以增加系统模块间的故障隔离程度，提高系统模块化的升级功能。
Description
技术领域
本发明属于计算机领域，尤其涉及一种基于刀片服务器系统、采用Opteron处理器实现的无缝服务器系统。
背景技术
高性能服务器的核心技术是高端处理器芯片，目前HP、IBM和SUN三家公司都提供高端处理器芯片，例如HP公司除了提供PA-RISC系列的64位处理器芯片同时还与Intel公司合作开发了Itanium 2系列的处理器芯片，IBM公司提供Power系列的64位处理器芯片，SUN公司则拥有UltraSPARC系列的64位处理器芯片。
随着Intel公司的Itanium和Xeon系列的处理器以及AMD公司的Opteron处理器进入高端服务器领域，很多新的服务器设备供应商通过采用Intel或AMD公司的处理器来构建多处理器服务器平台，其不仅在性能上，而且在应用的灵活性和开放性上都逐渐逼近或超过传统的RISC服务器。
目前基于Intel处理器构建的4路或4路以上的服务器系统已经可以由多家公司提供，例如HP公司提供的8路的Proliant DL740/DL760系统、IBM公司提供的32路的xSeries 445系统以及Unisys公司提供的32路的ES7000系统。
由于AMD公司的Opteron处理器之间互连的桥片比较少，所以基于AMD处理器构建的4路或4路以上的服务器系统则比较少。目前所提供的4路以上的Opteron服务器主要是无缝(Glueless)服务器系统，即采用Opteron处理器之间的直连通道实现处理器之间互连的服务器系统。由于受Opteron处理器目前规格的限制，这种Glueless系统在采用单核Opteron处理器时的最大配置是8路服务器系统。当然，随着Opteron处理器后续产品的推出，支持的Glueless系统的最大配置会有所扩展。
图1是Iwill公司推出的基于Opteron处理器的8-socket Glueless的H8501系统的结构，其它厂家推出的系统在系统架构还是在规格上都类似。在系统架构上H8501主要采用了双层主板、5U机架式的结构。整个系统主要包括两块主板(Main Board)，用来提供系统的CPU模块、内存以及IO模块。每块主板提供四个处理器插座(CPU Socket)，每个处理器插座对外连接2个内存模块，每个内存模块中有4个DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块)条。整个系统最大提供32个DIMM条的内存模块。两块主板之间通过专门的HTX Pro连接器经小背板互连。系统所需的电源模块和风扇模块直接在5U机箱上提供。
由上可知，现有的基于Opteron服务器的Glueless服务器系统主要存在以下缺点：
(1)系统配置的灵活性差，整个系统由两块主板组成，因此系统实际上只支持两种类型的配置方式4-socket系统和8-socket系统。
(2)系统的可安装性差，两块主板直接固定在机箱内，不利于安装和更换。
(3)系统提供的设备管理功能差，系统中的两块主板提供BMC(BoardManagement Controller，单板管理控制器)插卡。BMC卡对外提供IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口)接口，通过IPMI接口连接系统外的设备管理模块。因此系统要提供良好的设备管理，还需要额外再增加一个设备管理模块来实现。
(4)不方便与其它的服务器系统组成一个服务器集群，系统如果要与其它的服务器系统通过以太网等方式组成服务器集群时，还需要通过系统主板提供的以太网接口连接到一个专门的以太网交换设备来实现。
(5)系统缺乏良好的模块化设计，在一块主板上集成了太多的硬件单元，不利于系统进行模块化的升级，也不利于系统维护。
发明内容
本发明的目的在于解决现有基于Opteron处理器的服务器系统在配置的灵活性、系统的可安装性差、系统提供的设备管理功能等方面比较差，不方便与其它的服务器系统组成一个服务器集群以及系统缺乏良好的模块化设计，不利于系统进行模块化的升级与系统维护等问题。
为了实现发明目的，本发明提供了一种基于Opteron处理器的服务器系统，所述服务器系统包括多块处理器板和多块IO板，所述处理器板和IO板分别置入刀片服务器的固定槽位上，所述处理器板和IO板之间通过HT接口经背板连接，所述处理器板之间通过cHT接口连接。
所述处理器板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，对外提供HT接口；以及
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接。
所述IO板至少包括：
多个IO桥片；以及
多个IO控制器，所述IO控制器通过传统总线与IO桥片连接。
所述处理器板进一步包括处理器板主板和处理器板子板，所述处理器板主板与处理器板子板之间通过连接器连接。
所述处理器板主板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，并通过连接器与处理器板子板连接；
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接；
多个IO桥片，所述IO桥片与处理器插座之间通过HT接口相连；
所述处理器板子板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，并通过连接器与处理器板主板连接；
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接。
所述IO板至少包括多个IO控制器。
所述系统包括4块处理器板，每个处理器板包括2个处理器插座。
所述系统包括2块处理器板主板和2块处理器板子板，每个处理器板主板和处理器板子板分别包括2个处理器插座。
本发明提供的服务器系统具有以下优点：
(1)系统的用户配置方式更加灵活，在本发明中通过多块处理器板和IO板的方式来实现一个基于Opteron处理器的8-socket Glueless服务器系统，用户可以根据实际需求，选择不同的配置方式来实现一个2-socket服务器系统一直到8-socket服务器系统之间的多种配置；
(2)采用刀片服务器架构来实现，单板通过拉手条和导轨的配合，可以方便地实现单板的现场拆除和安装；
(3)在已有的刀片服务器硬件平台上实现的8-socket Glueless服务器系统，提供了比现有8-socket Glueless服务器系统更加丰富的设备管理功能；
(4)与刀片服务器中的其它服务器系统都统一放在一个刀片服务器硬件平台上，可以方便地与其他服务器系统组成一个大的服务器集群系统；
(5)服务器系统中的处理器板和IO板分别通过多块单板来实现，可以增加系统模块间的故障隔离程度，同时也能提高系统模块化的升级功能。
附图说明
图1是现有技术中的基于Opteron处理器的8-socket服务器系统的结构图；
图2是本发明提供的一个实施例中基于Opteron处理器的8-socket服务器系统的结构图；
图3是本发明提供的一个实施例中处理器板的组成结构图；
图4是本发明提供的一个实施例中IO板的组成结构图；
图5是本发明提供的另外一个实施例中基于Opteron处理器的8-socket服务器系统的结构图；
图6是本发明提供的另外一个实施例中处理器主板的组成结构图；
图7是本发明提供的另外一个实施例中处理器子板的组成结构图；
图8是本发明提供的另外一个实施例中IO板的组成结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明在Blade Server(刀片服务器)硬件平台上面实现了基于AMDOpteron处理器的Glueless的服务器系统。刀片服务器是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的一种高可用高密度的低成本服务器平台，每一个刀片实际上就是一块系统主板，可以运行独立的操作系统，类似于一个独立的服务器。所有的主板可以连接起来提供一个高速的网络环境，可以共享资源，同时实现系统的集中管理。
图2示出了本发明提供的在Blade Server硬件平台上面实现的8-socket系统的构成架构。
系统包括4块CPU模块(CPU module)板和两块IO模块(IO Module)板。处理器板和IO板在单板尺寸和结构上与刀片服务器的其它硬件单板一样，通过拉手条和导轨的配合，处理器板和IO板就可以方便地插入到刀片服务器的固定槽位上。处理器板和IO板的对外接口与刀片服务器的其它硬件单板兼容，同时由于背板在这些槽位上的连接器和连接信号兼容现有刀片服务器的其它硬件单板，所以在现有刀片服务器上增强提供支持本发明所实现的服务器系统对原来刀片服务器所支持的系统规格没有影响。
每个处理器板对外提供四个HT(Hyper Transport，超传输)接口，每个IO板对外提供两个HT接口。处理器板和IO板分别通过单板对外提供的HT接口经背板来实现互连。HT是AMD等公司提出的一种新型的高速互连接口，是一种高性能、高速度、高带宽以及点对点的连接接口，使得芯片与芯片之间连接的等待时间达到最低限度。
图3示出了处理器板的结构，CPU module板主要包括两个处理器插座(CPUSocket)、内存模块、单板管理控制器模块、时钟和电源模块。两个处理器插座(CPU Socket)用来放置AMD的Opteron处理器，处理器插座之间通过cHT相连。cHT是支持cache(高速缓存)一致性协议的HT接口，主要用于处理器和处理器之间互连的HT接口，每个处理器插座对外提供HT和cHT接口。
内存模块由多个DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块)条组成，每组DIMM条通过128bits的DDR(Double Data Rate，双倍数据速率)接口连接到每个Opteron处理器的存储接口。
单板管理控制器模块(BMC，Board Management Controller)用来收集单板的运行状态信息，包括单板主要模块的状态信息、温度和电压信息，通过标准的IPMI经背板连接到刀片服务器系统中的冗余备份的设备管理集中控制板(图中未示出)，再通过设备管理集中控制板上的串口或者网口将设备运行状态信息输出到机框外的设备管理软件系统(图中未示出)。单板管理控制器模块通过JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组，是一种国际标准测试协议)接口与两个处理器插座连接，通过I2C(I2C Inter-Integrated Circuit，内部集成电路)总线与内存模块连接。电源模块通过I2C与单板管理控制器模块连接，时钟模块提供系统的时钟信号。
IO板主要提供系统对外的IO接口，图4示出了IO板的功能框图，包括IO控制器、IO桥片、存储设备、低速设备、单板管理控制器模块、电源和时钟模块。
IO控制器提供系统对外的不同的IO接口的控制设备，这些IO接口包括网络接口和存储接口。网络接口包括GE(Gigabit Ethernet，千兆以太网)、10GE接口或其它以太网络接口。存储接口包括FC(Fiber Channel，光纤通道)、SATA(Serial ATA，串行ATA)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、iSCSI或其它存储设备接口。
IO桥片与IO控制器之间通过传统IO总线(Legacy Bus)连接，实现HT总线与传统总线之间的转换，或者直接对外提供硬盘接口(Harddisk Interface)以及LPC(Low Pin Count，低针数)总线接口，包括计算机的串口、并口、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口或其他低速设备接口。
单板管理控制器模块用来收集单板的运行状态信息，包括单板主要模块的状态信息、温度和电压信息，单板管理控制器模块通过SMBus(SystemManagement Bus，系统管理总线)与IO桥片连接。硬盘通过硬盘接口与IO桥片连接，低速设备通过LPC总线接口与IO桥片连接。
作为本发明的另外一个实施例，如图5所示，系统主要包括两块处理器板和两块IO板。处理器板提供系统的处理器插座和内存模块。IO板提供系统所需的对外接口。两块处理器板对外提供HT总线接口，通过背板进行互连。处理器板和IO板放在一块背板上。每块处理器板都与一个与之对应的IO板相连。
在本实施例中，由于受到刀片服务器系统结构的限制，刀片服务器每个单板槽位的散热能力和尺寸都有限，同时处理器板要包含4个CPU，因此处理器板在结构上就包含一个主板和一个子板。子板只包含两个处理器插座和对应的内存模块。处理器板的其余部分就都放在主板上。子板的电源和时钟由主板提供。
处理器板主板的结构如图6所示，主要包括两个处理器插座(CPU socket)、内存模块、IO桥片、单板管理控制器模块、时钟和电源模块。处理器插座主要用来放置Opteron处理器。内存模块主要包括两组有多个DIMM条组成的内存模块。每组DIMM条通过128bits的DDR接口连接到每个Opteron处理器的存储接口。IO桥片主要实现HT总线到如PCI(Peripheral Component Interconnect，外部设备互连)、PCI-E或PCI-X等传统IO总线的转换功能。本地IO设备如BIOS(Basic Input/Output System，基本输入输出系统)等连接到一个IO桥片上。另外一个IO桥片提供PCI-E接口连接到IO板。单板管理控制器模块用来收集单板的运行状态信息，包括单板主要模块的状态信息、温度和电压信息。并且通过标准的IPMI接口经背板连接到刀片服务器系统中的冗余备份的设备管理集中控制板。再通过设备管理集中控制板上的串口或者网口将设备运行状态信息输出到机框外的设备管理软件。每个处理器插座提供一个cHT接口，通过连接器连接到子板上，与子板上的其它处理器进行通信。
图7示出了处理器板子板的结构，主要包括两个处理器插座和对应的内存模块。子板上的两个处理器插座通过连接器连接主板的其它两个处理器插座。子板上的处理器插座和内存模块需要的电源和时钟通过子板上的连接器从主板上获得。
图8示出了IO板的结构。IO板主要提供系统对外的IO接口，包括各种IO控制器、本地IO设备、单板管理控制器模块、电源和时钟模块。IO控制器是主要提供系统对外不同IO接口(IO Interface)的控制设备，这些IO接口包括网络接口和存储接口，网络接口包括GE、10GE接口或其它以太网络接口，存储接口包括FC、SATA、SCSI、iSCSI或其它存储设备接口。IO接口根据单板所采用的IO控制器的不同而不同。
本地IO设备包括硬盘或其它低速IO设备如FLASH等，分别通过硬盘接口(Harddisk Interface)、LPC总线接口连接至IO控制器。单板管理控制器模块通过SMBus与IO控制器连接，用来收集单板的运行状态信息，包括单板主要模块的状态信息、温度和电压信息。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种基于Opteron处理器的服务器系统，其特征在于，所述服务器系统包括多块处理器板和多块IO板，所述处理器板和IO板分别置入刀片服务器的固定槽位上，所述处理器板和IO板之间通过HT接口经背板连接，所述处理器板之间通过cHT接口连接。
2、如权利要求1所述的服务器系统，其特征在于，所述处理器板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，对外提供HT接口；以及
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接。
3、如权利要求1所述的服务器系统，其特征在于，所述IO板至少包括：
多个IO桥片；以及
多个IO控制器，所述IO控制器通过传统总线与IO桥片连接。
4、如权利要求1所述的服务器系统，其特征在于，所述处理器板进一步包括处理器板主板和处理器板子板，所述处理器板主板与处理器板子板之间通过连接器连接。
5、如权利要求4所述的服务器系统，其特征在于，所述处理器板主板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，并通过连接器与处理器板子板连接；
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接；
多个IO桥片，所述IO桥片与处理器插座之间通过HT接口相连；
6、如权利要求4所述的服务器系统，其特征在于，所述处理器板子板至少包括：
多个处理器插座，所述处理器插座之间通过cHT接口连接，并通过连接器与处理器板主板连接；
多个内存模块，所述内存模块通过内存接口与处理器插座连接。
7、如权利要求4所述的服务器系统，其特征在于，所述IO板至少包括多个IO控制器。
8、如权利要求1、2或3所述的服务器系统，其特征在于，所述系统包括4块处理器板，每个处理器板包括2个处理器插座。
9、如权利要求4、5、6或7所述的服务器系统，其特征在于，所述系统包括2块处理器板主板和2块处理器板子板，每个处理器板主板和处理器板子板分别包括2个处理器插座。
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