[发明专利]一种高密度刀片服务器的设计方法

摘要

本发明提供一种高密度刀片服务器的设计方法，该方法区别于传统的以处理器为中心的刀片服务器体系结构，是一种即能支持高速协处理器，又同时具备支持本地数据存储及丰富I/O扩展功能的高密度刀片服务器体系架构设计，在新的体系结构中，打破了原有刀片服务器体系架构只以通用处理器单元为中心并且I/O扩展性差的限制，通过创新设计基于通用处理器的高速转换模块作为通用处理单元与高速协处理器及I/O扩展单元之间的转换桥梁，可以在统一的体系架构中不但实现支持高速协处理器，以大幅度提升单个刀片服务器自身的信息及运算处理能力，避免原有服务器架构中通用处理器浮点运算能力低的问题。

主权项

一种高密度刀片服务器的设计方法, 其特征在于该系统包括：计算处理单元、信息存储单元、高速转换单元、磁盘通信单元、信息控制/传输单元、网络通信单元、高速数据传输单元、平台监控管理单元、电源控制单元和对外互联单元其中：计算处理单元，主要采用业界通用的处理器设备，负责平台基本数据的运算、控制信息的分析及处理、控制命令的接收及发布，计算处理器单元间通过传输速率高达8.0GT/s高速的QPI传输链路实现两个计算处里单元间信息的共享、通讯及处理；信息存储单元，直接与计算处理器单元通信，每个计算处理单元都具备独立的4个信息存书单元，每个信息存储单元最大能可设计支持3个信息扩展模块，每个信息扩展模块能支持业界通用的容量为8GB、16GB以及32GB的内存储模组，信息存储单元作为计算处理单元的信息及数据存储仓库；高速转换单元，在整个体系架构中起着重要的作用，高速转换单元作为通用处理单元与高速协处理器及I/O扩展单元之间的转换桥梁，直接与每个通用计算处里单元连接，为计算处里单元提供双向32GB/s的通讯带宽，通过高速转换单元平台支持高速协处理器，计算单元将计算数据和任务通过高速转换单元传送到高速协处理器，利用高速协处理器计算核心多、计算频率高的特点处理复杂及大数据量得数据，最终运算完成得数据高速协处理器又通过高速转换单元传往通用处理器，同时通过高速转换模块，系统还支持通用的基于PCIe传输信道的I/O扩展设备，不但支持像Infiniband、万兆以太网这样偏重高速运算的应用需求，还满足SATA、SAS及FC这种偏重数据存储应用的需求；磁盘通信单元，提供本地数据的存储，主要存放通常计算处里单元访问频率不高的数据，磁盘通信单元为本地数据的储存提供6Gb/s的传输链路，磁盘通信单元采用基于灵活配置的设计方案，根据系统的需求进行独立的安装与拆卸，当使用高速协处理器时，系统面向高性能的数据传输应用，数据直接通过高速数据传输单元与外界系统交互，因此系统将不提供对磁盘通信单元的支持；当使用I/O扩展单元时，系统将提供对磁盘通讯单元的支持，用于低速数据的存储；信息控制/传输单元，作为整个平台的传输控制中枢，负责计算处理单元与磁盘通信单元、网络通信单元、高速数据传输单元、平台监控管理单元间的通信；网络通信单元与高速数据传输单元，作为整个平台与外部系统的通信桥梁，负责将平台的数据传送的外界平台以及接收外界平台发送的数据及运算任务；其中网络通信单元采用基于以太网作为通讯通路，提供两条1Gb/s的传输链路；高速数据传输单元采用基于Infiniband作为高速通讯通路，具备高带宽和低传输延时的特点，提供56Gb/s的高速传输链路，当系统面向高性能的数据传输应用时，为高速协处理单元和通用计算单元提供一条与外界高速数据传输的通路；平台监控管理单元，负责对信息处理单元、高速信息交换单元、IO扩展模块等系统中各模块状态的监控和配置管理；高运算性的实现步骤如下： 在支持通用处理单元的基础上，设计高速转换模块通过PCIe3.0总线直接与每个通用计算处里单元连接，为计算处里单元提供双向32GB/s的通讯带宽，使平台支持高速的协处理器，通过扩展支持协处理器平台可以提供每秒1.2万亿次的浮点运算能力；高可扩展的实现步骤如下：高速转换模块将原有的高速协处理单元换成基于PCI‑E总线的IO扩展单元，为信息处理单元方便的进行IO方面的扩展，包括HCA卡、SAS RAID卡、万兆光纤网卡、图形处理卡，从而提高系统整体的可扩展性。