CN202771305U

CN202771305U - 基于龙芯cpu和北桥芯片sr5650的机架服务器

Info

Publication number: CN202771305U
Application number: CN201220249439.4U
Authority: CN
Inventors: 郑臣明; 邵宗有; 沙超群; 王英
Original assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Current assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-05-30

Abstract

本实用新型提出一种基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器，包括设置于机箱中的电源、主板以及设置于机箱前、后面板上的外设接口，主板上设有龙芯CPU、北桥芯片SR5650、南桥芯片SP5100、内存、网卡、显卡和管理控制单元；龙芯CPU通过HT总线与北桥芯片SR5650相连，北桥芯片通过A-Link总线与南桥芯片SP5100相连，南桥芯片通过PCI总线与显卡相连，北桥芯片通过PCIE总线与网卡连接，管理控制单元通过设于机箱后面板上的网卡接口传递数据。该机架服务器采用龙芯CPU+北桥芯片SR5650+南桥芯片SP5100的组合结构，为解决龙芯CPU应用找到了一种很好的途径。

Description

基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器

技术领域

本实用新型属于服务器领域，具体涉及一种基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器。

背景技术

目前已知的龙芯3号系列CPU包括4核心3A，8核心3B，8核或者16核心3C CPU。龙芯3A CPU已经量产，其他两种CPU还处于研发样片阶段。

龙芯3号系列CPU的出现打破了中国高性能服务器领域无芯的尴尬局面，把中国的IT行业带上了一个新的高度。但接下来面临一个严峻的问题就是CPU的产业化问题，如果解决不好产业化的问题，那龙芯CPU仍是一个不能实用只是概念意义的CPU，只能停留在实验室里。由于龙芯3号系列CPU面世的时间短，所以各种配套的应用方案有待于进一步完善。如何找到适配龙芯CPU的芯片并解决他们在服务器中的应用技术是使龙芯CPU在服务器市场进行广泛应用的一个重要前提。因此，迫切的需要本领域技术人员开发出一款基于龙芯CPU的机架服务器。

实用新型内容

自从龙芯CPU面世后，应用方案很少。因此，本实用新型提出了一种基于龙芯CPU的机架服务器，其为龙芯CPU的实用提供了一种很好的解决方案。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器，包括设置于机箱中的电源、主板以及设置于机箱前、后面板上的外设接口，所述主板上设有龙芯CPU、北桥芯片SR5650、南桥芯片SP5100、内存、网卡、显卡和管理控制单元；所述龙芯CPU通过HT总线与北桥芯片SR5650相连，所述北桥芯片通过A-Link总线与南桥芯片SP5100相连，所述南桥芯片通过PCI总线与显卡相连，所述北桥芯片通过PCIE总线与网卡连接，所述管理控制单元通过设于机箱后面板上的网卡接口传递数据。

进一步地，所述龙芯CPU的数量为两个，即一个为主CPU、另一个为从CPU，两个龙芯CPU之间通过HT总线连接，组成对称多处理架构。

进一步地，所述北桥芯片SR5650通过PCIE总线连接有一个PCIE 16X插槽和一个PCIE8X插槽。

进一步地，所述管理控制单元采用AST2050芯片。

进一步地，所述主板上设有温度采集单元和风扇，所述温度采集单元将采集的温度数据传至管理控制单元，所述管理控制单元根据温度数据控制风扇转速。

进一步地，所述主板上设有电压采集电路和上下电控制电路，所述电压采集电路与管理控制单元相连，所述上下电控制电路分别与管理控制单元和机箱前面板的开关机按钮相连。

进一步地，所述设置于机箱前面板上的外设接口包括USB接口I、硬盘接口和按钮，所述USB接口I和硬盘接口分别与南桥芯片SP5100相连，所述按钮与主板上的上下电控制电路相连。

进一步地，所述设置于机箱后面板上的外设接口包括显卡接口、鼠标接口、键盘接口、串口、USB接口II、网卡接口，所述显卡接口与显卡相连，所述鼠标接口、键盘接口和串口分别通过I/O 芯片与南桥芯片SP5100相连，所述USB接口II与南桥芯片SP5100相连，所述网卡接口与网卡相连。

进一步地，所述网卡采用带有两个千兆网口的intel82576芯片；所述显卡采用VGA显卡。

本实用新型的有益效果在于：

1）该机架服务器采用龙芯CPU+北桥芯片SR5650+南桥芯片SP5100的组合结构，为解决龙芯CPU应用找到了一种很好的途径。

2）该机架服务器的龙芯CPU采用SMP（对称多处理）架构，该架构也适用于单CPU的情况。本专利所述的龙芯3A CPU机架服务器具有高IO带宽的能力。该机架服务器支持2个千兆网络、2个PCIE槽。2个PCIE槽可以插不同用途的标准PCIE卡，拓展了龙芯机架服务器的适用范围。

3）该机架服务器通过管理控制单元（BMC）负责监控机架服务器的温度、电压、风扇的转速，并通过管理百兆以太网络传输到远端的用户控制端，并接收远端用户的控制；管理控制单元（BMC）还可以使机架服务器无缝的融合到同样利用BMC管理的X86机群的管理系统中，达到机群的异构性，方便了用户的管理；同时，实现了温度监视、电压监视、开关机功能、报警功能，自动地保障服务器的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器实施例的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的机架服务器做进一步详细的说明。

如图1所示，本例的机架服务器，包括设置于机箱中的电源、主板以及设置于机箱前、后面板上的外设接口；

所述主板上设有龙芯CPU、北桥芯片SR5650、南桥芯片SP5100、内存、网卡、显卡和管理控制单元；所述龙芯CPU通过HT总线与北桥芯片SR5650相连，所述北桥芯片通过A-Link总线与南桥芯片SP5100相连，所述南桥芯片通过PCI总线与显卡相连，所述北桥芯片通过PCIE总线与网卡连接，所述管理控制单元通过设于机箱后面板上的网卡接口传递数据。

该机架服务器中的龙芯CPU不仅适用于龙芯3A CPU，还适用于龙芯3B CPU和龙芯3C CPU。由于龙芯3A CPU和龙芯3B CPU是pin-to-pin兼容（pin-to-pin兼容是指两款IC信号pin的个数、定义、大小完全一样，可以简单更换）的，所以在龙芯3A CPU机架服务器上可以直接把龙芯3A CPU换成龙芯3B CPU就能正常使用。龙芯3C CPU是龙芯3ACPU、龙芯3B CPU的下一代产品，兼容龙芯3A CPU的功能，所以本专利也适用于龙芯3CCPU。

下面以龙芯3A CPU为例对本实用新型的机架服务器进行详细说明：

如图1所示，该机架服务器主要包括两大部分：基本功能部分和管理监控部分。

一．基本功能部分的构成部分如下：

1）2个龙芯3A CPU，组成SMP(Symmetrical Multi-Processing，对称多处理)架构，其中一个是主CPU（host），另一个是从CPU（slave）。主CPU的HT0 bus与从CPU的HT0bus相连，主CPU的HT1 bus与AMD chipsets相连。AMD chipsets是指北桥SR5650，南桥SP5100。

此专利也包含了只有一个CPU的情况，即去掉slave CPU，只有host CPU。

SMP架构和单CPU两种不同配置情况可以灵活的转换：不安装slave CPU，通过在BIOS层禁掉主CPU的HT0，SMP架构就变为单CPU的配置。

2）内存

龙芯CPU支持8条DDR2内存或者DDR3内存，每个CPU支持4条内存，每条内存容量可达到4GB。龙芯3A CPU有2个内存控制器，每个内存控制器上连接2条内存。

3）AMD chipsets

AMD chipsets包括北桥芯片SR5650和南桥芯片SP5100，SR5650通过HT bus与龙芯3A host CPU的HT1 bus相连。SR5650和SP5100之间通过A-Link bus(AMD由PCIE4X拓展成的协议)相连。

SR5650的PCI-E bus有22lanes(22X)，其中一个PCIE8X引向1个PCIE16X槽，另一个PCIE8X引向1个PCIE8X槽，还有1个PCIE4X连接intel公司82576网卡芯片产生2个千兆口。尽管PCI E16X槽所连的信号是SR5650的一个PCIE8X，但在机构尺寸上采用PCIE16X槽，这样可以顺利的把PCIE16X的卡降为PCIE8X使用。采用这种结构的PCIE槽，能够大大拓展龙芯机架服务器的适用范围。

4）USB口

从南桥芯片SP5100引出了4个USB口，其中2个USB引入到前面板，另外2个USB口引入后面板上。这样设计一方面增加了USB口的个数，另一方面方便了用户多样化操作需求。

5）网卡（千兆以太网）

该网卡利用Intel公司一款intel82576芯片来产生千兆以太网络。北桥芯片SR5650引出1个PCIE4X连接intel公司intel82576网卡IC产生2个千兆口。

双千兆网络的设计，增强了刀片的IO吞吐能力，当一个千兆网络口坏掉后，另一个网络口能继续使用，增强了系统的冗余度。

6）PCIE槽

该机架服务器共有2个PCIE槽：

◆1个PCIE16X槽，但所连的信号是SR5650的一个PCIE8X，这样设计的目的是此槽能插入PCIE16X卡，并能使PCIE16X的卡降为PCIE8X使用。如果把此槽设计为PCIE8X槽，那么在机构尺寸上就不能满足PCIE16X卡，PCIE16X卡根本不能插入PCIE8X的槽，就更谈不上PCIE16X卡正常工作的情况。

◆1个PCIE8X槽，所连的信号是PCIE8X信号。

PCIE槽这种独特设计，大大拓展了龙芯机架服务器的可以适用的PCIE卡范围。

PCIE bus具有能够降带宽使用的特点，例如PCIE16X可以降为8X，4X，2X，1X使用。PCIE槽的设计就是利用了这个特点。

7）显卡

本例的显卡采用VGA显卡，由南桥SP5100PCI bus上所连接的VGA IC来产生视频信号，如图1，该显卡连接到后面板上的VGA口。

8）散热系统

有6个风扇布置在龙芯机架服务器的靠近前面板区域，风向是从前面板流向后面板。每2个风扇一组，前后放置。

两个龙芯CPU、SR5650、SP5100上各安装有一个大小与其相适应的散热片。

9）外设接口（包括分别设置于机箱前、后面板上的外设接口）

A．设置于机箱前面板上的外设接口包括USB接口I、硬盘接口和按钮。USB接口I和硬盘接口分别与南桥芯片SP5100相连，按钮与主板上的上下电控制电路相连。其中，

南桥芯片SP5100引出6条SATA bus到机架服务器前面板的硬盘接口上，可以支持和实现6块热插拔SATA硬盘，并实现RAID(Redundant Array of Independent Disk，独立冗余磁盘阵列)功能。用户可以在刀片运行过程中即插即用，十分的方便和灵活。

按钮，用于对该机架服务器进行开、关机的操作。

B．设置于机箱后面板上的外设接口包括显卡接口、鼠标接口、键盘接口、串口、USB接口II、网卡接口。显卡接口与显卡相连，鼠标接口、键盘接口和串口分别通过I/O芯片与南桥芯片SP5100相连，USB接口II与南桥芯片SP5100相连，网卡接口与网卡相连。

二．管理监控部分的构成部分如下：

1）温度采集单元

该温度采集单元是通过在主板上布置有6个温度采集点实现的。6个温度采集点的分布原则为：在进风口布置2个测试点T1、T2，原则是尽量靠近前面板，且在板子两侧，尽可能真实的反映进风温度；在刀片的出风口布置2个测试点T5、T6，原则是尽量靠近后面板，在板子两侧各自布置一个，原则上能反映出风的问题；在此板子上散热的最大的器件，即CPU边放置2个测温点T3、T4，用来监控预警CPU过热状态。

这些测温点的数据被BMC(baseboard management controller，基板管理控制器)芯片(采用Aspeed公司的AST2050芯片)收集，然后通过管理百兆网口输出到Internet上任意有权限的用户端。BMC IC来判断温度是否异常，如果温度异常，BMC就控制风扇加速转动，进行降温，如果温度较低，BMC也会把风扇降速，节约电能。

2）电压采集电路

把机架服务器上供电系统(power system)的电压12V、3.3V、1.1V、1.8V、2.5V引入BMC监控，然后通过管理百兆网口输出到internet上任意有权限的用户端。

3）上下电控制电路

开关机按钮(power button)设置在机箱的前面板上，开关机按钮发出的开机或者关机命令传给主板的上下电控制电路，然后执行相应的开机或者关机动作。

另外一种开机和关机的方式就是由BMC进行控制。BMC引出相应的控制信号线到主板上下电控制电路。用户通过管理百兆以太网络(图1中的‘管理RJ45’)对BMC控制，然后再由BMC控制主板上下电控制电路进行相应的执行动作。

4）风扇控制

6个风扇的测速信号线、控速信号线引入BMC，BMC可以检测6个风扇的转速，根据检测到的各个测温点的温度实时地对风扇的转速进行控制。如果温度过高，BMC就控制风扇加速转动，进行降温，如果温度较低，BMC也会把风扇降速，节约电能。

5）管理控制单元

本例中的管理控制单元采用BMC(baseboard management controller，基板管理控制器)芯片，是管理监控部分的核心，它负责监控机架服务器的温度、电压、风扇的转速，并通过管理百兆以太网络传输到远端的用户控制端，并接收远端用户的控制。

龙芯3A机架服务器采用BMC IC是Aspeed公司的AST2050芯片，它遵循标准IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口)协议，这样可以使龙芯3A机架服务器可以无缝的融合到同样利用BMC管理的X86机群的管理系统中，方便了用户的管理。

IPMI是一种开放标准的硬件管理接口规格，定义了嵌入式管理子系统进行通信的特定方法。IPMI信息通过基板管理控制器(BMC)进行交流。使用低级硬件智能管理而不使用操作系统进行管理，具有两个主要优点：首先，此配置允许进行带外服务器管理；其次，操作系统不必负担传输系统状态数据的任务。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，结合上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims

1.一种基于龙芯CPU和北桥芯片SR5650的机架服务器，包括设置于机箱中的电源、主板以及设置于机箱前、后面板上的外设接口，其特征在于：所述主板上设有龙芯CPU、北桥芯片SR5650、南桥芯片SP5100、内存、网卡、显卡和管理控制单元；所述龙芯CPU通过HT总线与北桥芯片SR5650相连，所述北桥芯片通过A-Link总线与南桥芯片SP5100相连，所述南桥芯片通过PCI总线与显卡相连，所述北桥芯片通过PCIE总线与网卡连接，所述管理控制单元通过设于机箱后面板上的网卡接口传递数据。

2.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述龙芯CPU的数量为两个，即一个为主CPU、另一个为从CPU，两个龙芯CPU之间通过HT总线连接，组成对称多处理架构。

3.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述北桥芯片SR5650通过PCIE总线连接有一个PCIE 16X插槽和一个PCIE 8X插槽。

4.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述管理控制单元采用AST2050芯片。

5.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述主板上设有温度采集单元和风扇，所述温度采集单元将采集的温度数据传至管理控制单元，所述管理控制单元根据温度数据控制风扇转速。

6.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述主板上设有电压采集电路和上下电控制电路，所述电压采集电路与管理控制单元相连，所述上下电控制电路分别与管理控制单元和机箱前面板的开关机按钮相连。

7.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述设置于机箱前面板上的外设接口包括USB接口I、硬盘接口和按钮，所述USB接口I和硬盘接口分别与南桥芯片SP5100相连，所述按钮与主板上的上下电控制电路相连。

8.如权利要求1所述的机架服务器，其特征在于：所述设置于机箱后面板上的外设接口包括显卡接口、鼠标接口、键盘接口、串口、USB接口II、网卡接口，所述显卡接口与显卡相连，所述鼠标接口、键盘接口和串口分别通过I/O芯片与南桥芯片SP5100相连，所述USB接口II与南桥芯片SP5100相连，所述网卡接口与网卡相连。

9.如权利要求1或8所述的机架服务器，其特征在于：所述网卡采用带有两个千兆网口的intel82576芯片；所述显卡采用VGA显卡。