高速远程存储簇接口控制器制造技术

用于管理对称多处理中资源的一个远程资源管理系统。包括：在对称多处理器系统中的簇节点之间具有接口的多个对称多处理器簇。每个系统簇具有一个本地接口和接口控制器。存在有都有其本地接口控制器的一个或多个远程存储控制器，和一条本地对远程数据总线。远程资源管理器管理在两个对称多处理器簇之间的接口，每个对称多处理器簇具有多个处理器，一个共享的高速缓冲存储器，多个Ｉ／Ｏ适配器和可从该簇中接入的一个主存储器。该远程资源管理器管理利用远程控制存储器管理资源以便分配工作到作为代理的一个远程控制器以便执行希望的工作而不必知道发起工作请求的请求人。所述工作只在远程请求者对于该工作处理有效时才被传送，而不需要在该对称多处理器簇之间经常通信。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机系统并特别表示一个高速远程存储簇接口控制器。过去的系统设计师曾使用各种装置实现在大型紧密耦合的对称多处理器(SMP)中的高性能。它们从通过单独共享的系统总线耦合单个处理器或处理器簇变化为将处理器耦合在一起成为一簇，借此簇使用簇到簇的接口与一个中央互联网通信。在该中央互联网中在大量处理器周围放置的并行系统通过一个中央交换机(即一个纵横制交换机)互联。由于单独的总线协议可以服务多种类型的资源，所以共享的总线方法通常提供最有效的系统设计。而且，另外的处理器，簇或外设可以经济地连接到总线以扩展系统。但是，在大型系统中，与仲裁耦合的系统总线上的拥塞，另外导致降低了系统性能并且产生低的SMP效率。这些问题对于采用运行在超过500兆赫频率的对称多处理器可能是难以克服的。中央互联的系统通常具有对该系统中的所有处理器的共享资源提供相同的等待时问的优点。在一个理想的系统中，相同的等待时间使多应用，或在一个应用内的并行线索在任何系统结构或存储器分层结构不预先知道的情况下，在可得到的处理器之间分配。这些类型的系统一般利用一个或多个大的纵横交换机实现以在处理器和存储器之间发送数据。基本的设计经常变换为大针封装要求和对昂贵的部件封装的需求。另外，实现有效的共享高速缓冲存储器结构可能是困难的。紧密耦合的分簇方法作为折衷的解决方法。在这个应用中，术语CLUSTER是指共享一个单独的主存储器的处理器的集合，并且借此该系统中的任何处理器可以存取主存储器的任何部分，而不管对一个特定簇的它的类似性。不像不统一的存储器存取(NUMA)结构，在我们例子中指的簇使用专用的硬件以保持在存储器和在每个簇内放置的第二级高速缓冲存储器之间的数据相关性。因此，表现出对软件的统一的单一的概念，没有任何存储器分层结构或例如存储器存储体交错的物理划分。这些系统的优点之一是当数据对需要它的处理器保持紧密的似然性时在一簇内紧密耦合的处理器的特性具有优越的性能。例如，如果数据在一个簇的第二级高速缓冲器存储器内，则该存储器存储体交错连接到那个簇上。另外，当与建立在中央互联系统中的N路纵横制交换机相比时，它通常导致更加经济合算。但是，如果处理器频繁地从其它簇中请求数据，则该分簇方法会导致差的性能，而且随后的等待时间是严重的，或者带宽是不足的。直到与中央互联系统有关的许多花费高的问题可以以一种经济合算方式解决时，市场对于围绕共享总线或簇设计建立的经济系统将继续存在。本专利技术消除了传统的簇接口设计具有的许多缺陷，使得该系统可以最大化处理器性能，而不需要昂贵的高级插件和额外的插件板上的caehe。在与本专利技术有关的领域中的现有技术教导各种方法解决设计一个经济合算的高频率存储控制器的整个问题的孤立的方面。但是，如下面的例子所示，它们不能提供对满足根据本专利技术给出的目的的一个完整的解决方案。在美国专利4503497(在85年3月5日授与Krygowski等人)中描述了由两个对称多处理器簇组成的系统。该专利技术教导利用专用的内置高速缓存器在处理器之间保持高速缓存器相关性的改进方法。但是，它不能解决与驻留在该簇内的内置流水线2级(L2)高速缓存器有关的各种问题，仅仅利用连接到那个簇的所有处理器共享。它还不能集中最大化对于所有类型操作(处理器，I/O，存储器，广播信令，交叉簇同步等)的簇接口的全部效率。在1992年12月1日，授与Miller等人的美国专利5,168,547和在1993年3月23日授与chen等人的美国专利5,197,130中公开了一个超大型SMP系统的实例。两者都描述了一种由大量簇组成的计算机系统，每个簇具有大量的(即32)处理器和外部接口装置。每个处理器对在所有簇中的全部共享资源具有对称的存取。该计算机系统通过依靠大的纵横制交换机，高度交错共享的主存储器，一系列入站和出站队列以便将事务分级直到源和目的之间的通路成为可得的，和用于同步和共享数据的在该簇仲裁装置内的一组全局资源的组合实现其性能目的。该公开还从使用分级存储器系统(包括二级高速缓存器)中教导出一个结构，实现在多个并行处理器中划分工作的一种更有效的方式。还设计出一些方法用于通过将多个I/O设备分簇并利用智能控制器管理它们来提高整个系统性能。美国专利4,156,907(在1979年5月29日授与Rawlings等人)和4,200,930(在1980年4月29日授与Rawlings等人)教导一个改进的自适应簇模块和数据通信子系统，它包括启动I/O处理器的固件，I/O处理器卸载从主机传送的数据和消息。本专利技术能够与采用多种传输协议的大量远程外设接口。该自适应簇模块主要是有关根据不同协议将“字节”通信操作变换为可以使用一个单独协议更有效地传输到主机系统的整个消息。本专利技术还采用几种可靠而有效的特性，使通信子系统即使当主机系统出现故障时也能继续处理远程外围传输。尽管分开的技术可以肯定提高I/O子系统级的性能问题，但是它们不能解决对于在两个处理器或一个处理器与在一个主计算机系统中的主存储器之间高速数据传输的需要。存在致力于由本专利技术解决的全部问题的部分问题的几个专利技术，但是没有一个专利技术可以解决全部问题。更重要的，在这些专利技术中公开的方法的结合不能赋与由本专利技术提供的全部有效性的程度。例如，美国专利5392401(在1995年2月21日授与Baruechi等人)教导在两个处理器之间传送数据的改进方法。但是，该专利技术依靠使用一个纵横制交换机，并且没有教导共享的二级高速缓存器的caehe相关性。美国专利4445174(在84年4月24日授与Fletcher)教导用于利用专用高速缓存器和一个共享的二级(L2)高速缓存器联锁处理器的一个方法，但是没有解决带宽和与簇到接口有关的等待时间问题。美国专利5185875(在93年2月9日授与Chinaswamy等人)教导利用平行于将数据装置载到高速缓存器的同时将数据发送到请求的处理器，减少在存储控制单元之间数据传输等待时间的一种方法。尽管现在在计算机系统中广泛采用相似的技术，但是这个专利技术不能解决当存储控制单元不能提供用于请求访问高速缓存器的每个系统资源(包括I/O和存储器)的专用针接口时产生的问题。美国专利4785395(在88年11月15日授与Keeley)教导用于至少在一对处理器中共享高速缓存器的一种方法。但是它假定所有处理器可以以相同的等待时间访问高速缓存器。几个专利技术描述用于在一个共享总线系统中仲裁通信的技术，在该共享总线系统中各个处理器或处理器簇通过一个共享总线与主存储器和外部I/O设备通信。例如，美国专利4785394(在88年11月15日授与Fischer)描述用于仲裁共享总线的使用的方法。它们的技术包括给应答器优先于启动器并且使请求发送给即使处于忙时的接收模块。本专利技术通过只有当在远端的资源能够适应工作时使簇到簇接口忙来改进这个仲裁操作。另外，动态执行响应器和启动器之间的仲裁，每个周期没有固定的优先权。美国专利4570220(在86年2月11日授与Tetrick)采用串行和并行总线的组合构成系统总线。在几个“代理“中共享该总线，其中每个代理必须参加一个握手序列以获得使用总线的权利。本专利技术跟踪远程资源，使得它能够动态启动在一个单独的时钟周期上的新请求，不需要执行任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
对称多路处理环境中用于管理资源的一个远程资源管理系统包括： 在对称多路处理器系统中的簇节点之间具有接口的多个对称处理器簇， 一个本地接口和接口控制器， 每个都具有其本地接口控制器的一个或多个远程存储控制器，和 一个本地到远程数据总线， 用于管理两个对称处理器簇之间的接口的一个远程资源管理器，上述两个对称处理器簇具有多个处理器，一个共享的高速缓冲存储器，多个Ｉ／Ｏ适配器和从该簇中可接入的主存储器， 所述远程资源管理器利用远程存储控制器管理资源以便分配工作给作为代理的所述远程控制器以便执行希望的操作而不需要知道发起工作请求的请求者，只当远程请求者对工作处理可得到时工作才传送，而不需要在所述对称多路处理器簇之间经常通信。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA范休本，MA布拉克，PK马克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]