一种基于ATCA架构的业务计算刀片制造技术

本发明专利技术公开了一种基于ATCA架构的业务计算刀片，在计算刀片上设置有SO-DIMM斜插式接口，所述计算刀片内集成有千兆全交换模块和千兆网络接口，所述计算刀片符合ATCA接口标准，与ATCA机箱背板通过上行接口连接，所述计算刀片还包括管理模块和电源模块，所述电源模块用于转换成直流电源；所述管理模块负责电源管理和地址管理；所述电源管理用于计算节点的独立电源开关控制，所述地址管理用于为计算节点分配逻辑网络地址。结构新颖、紧凑、密度高，通过对接口的合理搭配整合以及标准数据交互协议的优化，可以大大提高单个计算刀片上的硬件集成度，同时还可以大大提升系统的数据交换速率，并降低系统故障率，适应范围广，灵活可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于ATCA架构的高通用性计算刀片，具体地涉及一种利用标准SO-DIMM接口与支持高速TCP/IP交换协议的交换芯片组共同协作来实现高传输速率、高集成度、多重控制方式的高通用性计算刀片。
技术介绍
ATCACAdvanced Telecom Computing Architecture)标准即先进的电信计算平台，它脱胎于在电信、航天、工业控制、医疗器械、智能交通、军事装备等领域应用广泛的新一代主流工业计算技术一一CompactPCI标准。是为下一代融合通信及数据网络应用提供的一个高性价比的，基于模块化结构的、兼容的、并可扩展的硬件构架。S0-DIMM(Small Outline Dual In-line Memory Module，小夕卜形双列内存模组)，它是一种类型的计算机内存模组。相对于DIMM来说，SO-DIMM具有更小的外形尺寸(大致是正常DIMM尺寸的一半)。因此，SO-DIMM主要用于一些对尺寸有较高要求的使用场合。现有的超算计算刀片主要是基于塔式服务器机箱或是自制机架式服务器。塔式服务器是利用剩余的内存插槽或PCIE插槽，在其中插入使用相应接口的计算节点，协助服务器的CPU对应用进行计算加速，从而缩短整个应用的处理时间。其在软件编程过程中需要考虑程序的异构执行问题，然后根据当前机箱的计算节点数量，通过定制的优化，才可以得到逻辑上并行的可执行程序。这种方式的瓶颈主要来自塔式服务器的接口数量有限，即系统的集成度无法得到有效提升。基于塔式服务器的计算刀片还面临其他诸多挑战。塔式服务器本身的功耗会大大降低系统整体的能耗比表现。插在塔式服务器上的计算节点间的通信带宽很低，无法满足某些应用中计算节点间需要交互过程数据以配合计算的实际需求。与塔式服务器不同，自制机架式服务器往往可根据需要，自由的定制刀片上可插计算节点的数量，提高系统的集成度。还可以通过使用私有的传输协议提升数据通讯速率，解决节点间通讯的需求。同时在节约功耗上较塔式服务器也有很大的优势。但自制机架式服务器中因为存在过多的非标准化接口，往往很难与客户已有系统设备很好的融合，造成总体性能的大幅降低。同时，自制机架式服务器的开发过程往往伴随着配套说明文档不健全，开发人员流动性大等问题，给客户的后续升级和二次开发带来无法克服的障碍。另外，因为没有统一的标准可以遵循，自制机架式服务器的生产、组装工艺和整体稳定性都难以控制，给系统的长期运行带来不可预测的严重隐患。传统的通用计算或狭窄领域内的专用计算等计算形态已经难以满足目前日益多样化的应用需求，尤其是在低功耗、高性能、低成本及高密度等要求方面。国内外企业和研究机构都在不断探索全新的计算平台架构，寻求新型计算模式和方法，以提升计算设备的效能。
技术实现思路
为了克服现有非ATCA标准计算刀片中存在的不足，本专利技术的目的是:提供一种基于ATCA架构的业务计算刀片，结构新颖、紧凑、密度高，通过对接口的合理搭配整合以及标准数据交互协议的优化，可以大大提高单个计算刀片上的硬件集成度，同时还可以大大提升系统的数据交换速率，并降低系统故障率；能根据不同的用途对安插在计算刀片上的计算节点配置不同的管理和网络转发模式，适应范围广，灵活可靠。本专利技术的技术方案是: 一种基于ATCA架构的业务计算刀片，其特征在于，在计算刀片上设置有SO-DIMM斜插式接口，所述计算刀片内集成有千兆全交换模块和千兆网络接口，所述计算刀片符合ATCA接口标准，与ATCA机箱背板通过上行接口连接，所述计算刀片还包括管理模块和电源模块，所述电源模块用于转换成直流电源；所述管理模块负责电源管理和地址管理；所述电源管理用于计算节点的独立电源开关控制，所述地址管理用于为计算节点分配逻辑网络地址。优选的，所述计算刀片在散热处设置有倾斜角为22.5°的SO-DIMM斜插式接口。 优选的，数据通过上行接口传送到背板，通过背板的双星网络，汇聚到机箱内的交换刀片。优选的，所述交换模块支持标准以太网协议，用于板上16个节点间的千兆全交换和高速环网通道。本专利技术的优点是: 计算刀片遵循ATCA标准的业务刀片尺寸要求(280*322.25mm, 9dm2 )，并在刀片上合理布局了八个斜插式SO-DIMM接口，很好的满足了高集成密度和刀片整体散热的要求。网络交换模块支持标准以太网协议，实现了板上16个节点间的千兆全交换和高速环网通道。此外，计算刀片符合ATCA接口标准，与ATCA机箱背板相连接，具备2GBps的上行接口带宽。数据通过上行接口传送到背板，通过背板的双星网络，汇聚到机箱内的交换刀片，构成电信级别的强大数据实时传输能力。计算刀片结构标准、紧凑、可集成度高，满足在低功耗、低成本地条件下实现不同应用的高效能计算，适应范围广，性能稳定，安全可靠。【附图说明】下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述: 图1为本专利技术基于ATCA架构的业务计算刀片的结构框图； 图2为本专利技术基于ATCA架构的业务计算刀片的高速环网示意图； 图3为本专利技术基于ATCA架构的业务计算刀片在ATCA机箱中的逻辑部署图； 图4为本专利技术基于ATCA架构的业务计算刀片在ATCA机箱背板中的网络逻辑抽象图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。实施例: 下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示:为满足ATCA标准尺寸的要求，并提高当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ATCA架构的业务计算刀片，其特征在于，在计算刀片上设置有SO‑DIMM斜插式接口，所述计算刀片内集成有千兆全交换模块和千兆网络接口，所述计算刀片符合ATCA接口标准，与ATCA机箱背板通过上行接口连接，所述计算刀片还包括管理模块和电源模块，所述电源模块用于转换成直流电源；所述管理模块负责电源管理和地址管理；所述电源管理用于计算节点的独立电源开关控制，所述地址管理用于为计算节点分配逻辑网络地址。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文报，吴建元，丁轶飞，
申请(专利权)人：江苏微锐超算科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32