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可重新配置的计算装置制造方法及图纸

技术编号:30633448 阅读:41 留言:0更新日期:2021-11-04 00:12
可重新配置的计算装置包括多个计算块。每个计算块包括可重新配置的处理元件和被配置为通过网络结构进行通信的网络结构接口设备。所述可重新配置的处理元件对从I/O输入接口接收的数据和/或经由网络结构接口设备接收的数据进行操作。据进行操作。据进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重新配置的计算装置

技术介绍

[0001]可编程元件、例如现场可编程门阵列(FPGA)用于高性能计算(HPC)任务。然而,还没有方便的方法来将这些元件与传统的HPC形状因素封装在一起。此外,还没有集成的机制来有效地摄取大量高速数据流,然后在HPC集群网络结构上有效地来回传输处理结果。这些限制使得在HPC或集群计算环境中难以利用非通用计算元件(例如FPGA)的能力进行流计算。
[0002]目前,流计算需要大量商用现货(COTS)或使用低效集成方案的定制硬件来执行HPC任务。集成到HPC集群中的可编程逻辑或FPGA的最流行用途被封装为COTS机架服务器的插件板。这些方法的I/O容量有限,并且没有集群结构集成能力。在卡笼式嵌入式计算环境中实施的OpenVPX(和其他形状因素)电路卡组件无法有效处理大量外部连接的I/O和强大的集群结构接口。
[0003]需要对在集群计算环境中部署可编程逻辑元件进行改进。

技术实现思路

[0004]在本专利技术的一个方面,一种可重新配置的计算装置(RCA)包括:外壳;设置在外壳上的网络结构接口;设置在外壳上的数据I/O接口;以及设置在外壳中的第一计算块,其中所述第一计算块包括:网络结构接口设备,该网络结构接口设备联接到所述网络结构接口,被配置为向网络结构发送数据和通过网络结构接收数据;以及可重新配置的处理元件(RPE),该可重新配置的处理元件联接到所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者,并且被配置为处理从所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者接收的输入数据以及向所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者提供输出数据,其中所述输出数据是所接收的输入数据的函数。
[0005]RCA还可以包括菊花链端口,该菊花链端口设置在外壳上且联接到第一计算块,其中该菊花链端口可操作以将第一计算块联接到另一RCA上的计算块。
[0006]在本专利技术的另一方面,描述了一种计算集群,包括:机架;安装在所述机架中的多个可重新配置的计算装置(RCA),其中每个RCA包括:外壳;设置在外壳上的网络结构接口;设置在外壳上的数据I/O接口;以及设置在外壳中的多个计算块,其中每个计算块包括:网络结构接口设备,该网络结构接口设备联接到网络结构接口,被配置为向网络结构发送数据和通过网络结构接收数据;以及可重新配置的处理元件(RPE),该可重新配置的处理元件联接到网络结构接口设备和数据I/O接口中的至少一者,并且被配置为处理从网络结构接口设备和数据I/O接口中的至少一者接收的输入数据以及向网络结构接口设备和数据I/O接口中的至少一者提供输出数据,其中输出数据是所接收的输入数据的函数。
附图说明
[0007]本文参考附图讨论了本专利技术的各个方面。应当理解,为了图示的简单和清楚起见,图中所示的元件不一定是准确地或按比例绘制的。例如,为了清楚起见,一些元件的尺寸可
能相对于其他元件被放大,或者几个物理部件可能被包括在一个功能块或元件中。此外,在认为合适的情况下,附图标记可以在附图中重复以指示对应或类似的元件。然而,为了清楚起见,并非每个部件都会在每幅图中标出。提供这些附图是为了说明和解释的目的,并不旨在作为对本专利技术的限制的定义。在附图中:
[0008]图1是根据本专利技术的一方面的可重新配置的计算装置的透视图;
[0009]图2是图1的可重新配置的计算装置的示意图;以及
[0010]图3是根据本专利技术的一方面的计算块的功能框图。
具体实施方式
[0011]在以下详细描述中,阐述细节以提供对本专利技术的各方面的透彻理解。本领域普通技术人员将理解,可以在没有这些具体细节中的一些细节的情况下实践这些方面。在其他情况下,可能没有详细描述众所周知的方法、程序、部件和结构,以免混淆本专利技术的各方面。
[0012]应当理解,本专利技术不将其应用限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造的细节以及部件的布置或步骤,因为它能够以各种方式实施或被实践或进行。此外,应当理解,本文所采用的措辞和术语仅用于描述而不应被视为限制性的。
[0013]为了清楚起见,某些特征在分开的实现方式的上下文中描述,而也可以在单个实现方式中组合提供。相反,为了简洁起见,在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可以分开提供或以任何合适的子组合提供。
[0014]在本专利技术的一个方面,可重新配置的计算装置(RCA)以与市售的、即标准化的19英寸机架兼容的形状因素封装可重新配置的处理元件或可编程逻辑器件,例如但不限于FPGA。HPC任务可以使用已知的19英寸机架形状来简化集成。使用HPC的其他实现方式、例如地面移动环境,可以使用不同的机架形状因素,或者甚至可以不是机架安装式的并且可能需要液体冷却和/或加固封装选项。
[0015]有利地,根据本专利技术的各方面,RCA提供I/O,例如10GB、40GB或100GB的以太网,以使用可编程逻辑直接访问以进行处理。这允许使用非通用处理元件有效处理高速数据流(流计算)。这些可编程元件的数量可以根据处理所需的I/O数量进行调整。一个或多个RCA单元之间的这些I/O链接可以以各种配置链接或连接,这取决于所需的可编程功能。
[0016]RCA内的可编程元件包括与支持远程直接内存访问(RDMA)的HPC集群结构(例如InfiniBand、RoCE、以太网或Omnipath)的连接。这些连接允许在RCA可编程逻辑元件和其他HPC处理资源之间进行高速率、低延迟的数据传输。
[0017]现在参考图1,根据本专利技术的一方面,可重新配置的计算装置(RCA)100包括外壳104,例如,对应于标准19英寸机架尺寸的外壳。前面板108包括:多个前端数据输入/输出(I/O)、即双向接口或端口112,其被提供用于从RCA 100的一个或多个外部源接收输入数据或向所述外部源提供输出数据;以及也是双向的多个网络结构I/O端口116,其被提供用于联接到HPC网络结构。在一种方法中,数据I/O端口112可以被配置为与10GB以太网一起操作。HPC网络结构可以例如但不限于(一个或多个)支持远程直接内存访问(RDMA)的HPC集群结构之一,例如InfiniBand、RoCE、以太网或Omnipath。前面板108还可以包括至少一个控制端口120、一个或多个跳线端口124、一个或多个菊花链端口128、和开/关开关132。控制端口120、跳线端口124和菊花链端口128中的每一者都是双向的。在本专利技术的一个方面中,网络
结构I/O端口116、数据I/O端口112、控制端口120、跳线端口124、菊花链端口128或开/关开关132中的一些可以设置在外壳的后部130上。
[0018]在外壳104内设置一个或多个计算块136,其细节在下面描述。计算块136中的每一个可以联接到一个或多个数据I/O端口112、结构I/O端口116和跳线端口124,如图2所示。应当注意,RCA 100可以被配置为使得给定的计算块136:既不联接到数据I/O端口112也不联接到结构I/O端口116(即,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可重新配置的计算装置,包括:外壳;设置在所述外壳上的网络结构接口;设置在所述外壳上的数据I/O接口;以及设置在所述外壳中的第一计算块,其中,所述第一计算块包括:网络结构接口设备,所述网络结构接口设备联接到所述网络结构接口,被配置为向网络结构发送数据和通过网络结构接收数据;以及可重新配置的处理元件(RPE),所述可重新配置的处理元件联接到所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者,并且被配置为处理从所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者接收的输入数据以及向所述网络结构接口设备和所述数据I/O接口中的至少一者提供输出数据,其中所述输出数据是所接收的输入数据的函数。2.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,还包括:菊花链端口,所述菊花链端口设置在所述外壳上且联接到所述第一计算块,其中,所述菊花链端口能够操作以将所述第一计算块联接到另一RCA上的计算块。3.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,其中,所述网络结构接口设备为ASIC。4.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,其中,所述RPE为现场可编程门阵列(FPGA)。5.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,其中,所述计算块包括第一RPE和第二RPE,以及其中,所述第一RPE具有第一配置,所述第二RPE具有不同于所述第一配置的第二配置。6.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,还包括:第二计算块,其中,所述第一计算块上的RPE具有第一配置,并且所述第二计算块上的RPE具有不同于所述第一配置的第二配置。7.如权利要求1所述的可重新配置的计算装置,还包括:第一跳线端口,所述第一跳线端口设置在所述外壳上且联接到所述第一计算块;第二计算块;以及第二跳线端口,所述第二跳线端口设置在所述外壳上且联接到所述第二计算块,其中,所述第一跳线端口和所述第二跳线端口能够相互联接以将所述第一计算块和所述第二计算块联接在一起。8.如权利要求7所述的可重新配置的计算装置,还包括:跳线电缆,所述跳线电缆具有联接到所述第一跳线端口的第一端和联接到所述第二跳线端口的第二端。9.一种计算集群,包括:机架;安装在所述机架中的多个可重新配置的计算装置(RCA...

【专利技术属性】
技术研发人员:R
申请(专利权)人:雷神公司
类型:发明
国别省市:

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