提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元制造技术

本实用新型专利技术提供一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，数据处理单元由中央处理单元卡和网络处理单元卡对插组合而成；中央处理单元卡和网络处理单元卡用于配合进行网络数据处理；中央处理单元卡包括：中央处理器、远程管理芯片、交换芯片以及两个远程管理网口；其中，中央处理器、远程管理芯片以及两个远程管理网口均连接到交换芯片的交换口上，交换芯片所有的交换口被配置为处于同一个虚拟局域网；数据处理单元所在的服务器的管理网口与任一远程管理网口相连，数据处理单元的另一远程管理网口连接到对外交换机上。本实用新型专利技术提供了扩展的网络处理能力，在提供更全面的远程管理功能的同时节省了对外交换机的端口资源。口资源。口资源。

【技术实现步骤摘要】
提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元


[0001]本技术涉及处理器
，尤其涉及一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元。

技术介绍

[0002]数据处理单元DPU是Data Processing Unit的简称，是最新发展起来的专用处理器的一个大类，是继CPU（Central Processing Unit，中央处理器）和GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）之后，数据中心场景中的第三颗重要的算力芯片，为高带宽、低延迟、数据密集的计算场景提供计算引擎。
[0003]DPU可以作为CPU的卸载引擎，释放CPU的算力到上层应用。以网络协议处理为例，要线速处理10G的网络需要的大约4个Xeon CPU的核，也就是说，单是做网络数据包处理，就可以占去一个8核高端CPU的一半的算力。如果考虑40G、100G的高速网络，性能的开销就更加难以承受了。Amazon把这些开销都称之为“Datacenter Tax”——即还未运行业务程序，先接入网络数据就要占去的计算资源。若能将数据中心开销（例如为虚机提供远程资源，加密解密，故障跟踪，安全策略等服务程序）全部从CPU卸载到DPU上，将给上层应用释放30%的原本用于支付“Tax”的算力。
[0004]此外，DPU将成为新的数据网关，将安全隐私提升到一个新的高度。在网络环境下，网络接口是理想的隐私的边界。然而，加密、解密的算法开销都很大，例如国密标准的非对称加密算法SM2、哈希算法SM3和对称分组密码算法SM4。如果用CPU来处理上述加解密算法，就只能做少部分数据量的加密。在未来，随着区块链承载的业务的逐渐成熟，运行共识算法POW、验签等工作也将会消耗掉大量的CPU算力。而这些都可以通过将其固化在DPU中来实现，甚至DPU将成为一个可信根。
[0005]DPU将成为算法加速的沙盒，成为最灵活的加速器载体。近期已经有大型芯片厂商推出专用的DPU SOC（System On Chip，片上系统）芯片，比如英伟达（NVIDIA）会推出一款新型处理器 DPU，BlueField
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2 DPU，经过优化的BlueField
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2 DPU可从CPU上卸载关键的网络、存储和安全任务，使企业能够将其IT基础设施转变为最先进的数据中心。此类数据中心可实现加速、具有完全可编程性，并具有“零信任”安全功能，防止数据泄露和网络攻击。Marvell也会推出OCTEON 和 ARMADA系列的DPU，着重于网络数据的转发和监控方面。
[0006]然而，上述芯片厂商推出的DPU SOC芯片集成度较高，但是正因为将各个部件全部集成到同一个芯片上，使得上述SOC的DPU实现方式存在灵活性相对较差的问题。尤其是在对于网络处理能力要求较高的场景下，由于固定的DPU SOC芯片无法扩展，使得网络处理压力集中在DPU的网络处理器上，当网络数据急剧增多时，DPU的网络处理能力将难以满足实际应用场景对于更强更快速的网络处理能力的业务需求。此外，现有的DPU芯片不提供或者仅提供较为局限的远程管理功能，且在提供远程管理功能的DPU实现方案中，DPU板卡本身将占用对外交换机的交换接口，导致交换机端口资源更加紧张，从而限制了其应用范围。

技术实现思路

[0007]本技术提供一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，用以解决现有技术中推出的DPU SOC芯片网络处理能力存在局限，部分提供远程管理功能的方案管理功能弱且会造成对外交换机端口资源紧张的缺陷。
[0008]本技术提供一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述数据处理单元由中央处理单元卡和网络处理单元卡对插组合而成；所述中央处理单元卡和所述网络处理单元卡用于配合进行网络数据处理；所述中央处理单元卡包括：中央处理器、远程管理芯片、交换芯片以及两个远程管理网口；
[0009]其中，所述中央处理器的RGMII接口、所述远程管理芯片的RGMII接口以及所述两个远程管理网口均连接到所述交换芯片的交换口上，所述交换芯片所有的交换口被配置为处于同一个虚拟局域网；所述数据处理单元所在的服务器的管理网口与任一远程管理网口相连，所述数据处理单元的另一远程管理网口连接到对外交换机上；
[0010]当所述另一远程管理网口接收到远程管理指令时，所述远程管理指令被转发给所述中央处理器、所述远程管理芯片以及所述服务器，以供所述中央处理器、所述远程管理芯片以及所述服务器判断是否对所述远程管理指令进行响应。
[0011]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述中央处理单元卡还包括复杂可编程逻辑器件；所述中央处理器的uboot闪存和SPI总线以及所述远程管理芯片的SPI总线均与所述复杂可编程逻辑器件相连；
[0012]所述复杂可编程逻辑器件用于将所述中央处理器的uboot闪存连接到所述中央处理器的SPI总线上；当接收到uboot固件升级指令时，所述复杂可编程逻辑器件将所述uboot闪存切换连接至所述远程管理芯片的SPI总线上，以供所述远程管理芯片直接读写所述uboot闪存进行内容升级；升级完毕后，所述复杂可编程逻辑器件将所述uboot闪存切换连接至所述中央处理器的SPI总线上。
[0013]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述远程管理芯片的JTAG总线与所述网络处理单元卡的JTAG总线相连；
[0014]当接收到针对所述网络处理单元卡的固件升级指令时，所述远程管理芯片的JTAG控制器进入master模式，并基于所述远程管理芯片的JTAG总线和所述网络处理单元卡的JTAG总线对所述网络处理单元卡进行升级。
[0015]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述中央处理单元卡上各芯片的上电顺序由所述复杂可编程逻辑器件控制。
[0016]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述中央处理器为QorIQ LayerScape LX2162A网络处理器；所述远程管理芯片为BMC AST2520基板管理控制器。
[0017]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述中央处理单元卡和所述网络处理单元卡之间由高速连接器连接，所述高速连接器承载连接所述中央处理单元卡和所述网络处理单元卡的高速总线，所述高速总线用于在所述中央处理单元卡和所述网络处理单元卡之间交换数据。
[0018]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述高速连接器包括PCIE X8传输总线和4通道的25G Serdes接口。
[0019]根据本技术提供的一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，所述网络处理单元卡包括现场可编程门阵列芯片和对外光纤接口；所述对外光纤接口用于接收光纤传输的网络数据，所述现场可编程门阵列芯片用于对所述网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，其特征在于，所述数据处理单元由中央处理单元卡和网络处理单元卡对插组合而成；所述中央处理单元卡和所述网络处理单元卡用于配合进行网络数据处理；所述中央处理单元卡包括：中央处理器、远程管理芯片、交换芯片以及两个远程管理网口；其中，所述中央处理器的RGMII接口、所述远程管理芯片的RGMII接口以及所述两个远程管理网口均连接到所述交换芯片的交换口上，所述交换芯片所有的交换口被配置为处于同一个虚拟局域网；所述数据处理单元所在的服务器的管理网口与任一远程管理网口相连，所述数据处理单元的另一远程管理网口连接到对外交换机上；当所述另一远程管理网口接收到远程管理指令时，所述远程管理指令被转发给所述中央处理器、所述远程管理芯片以及所述服务器，以供所述中央处理器、所述远程管理芯片以及所述服务器判断是否对所述远程管理指令进行响应。2.根据权利要求1所述的提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，其特征在于，所述中央处理单元卡还包括复杂可编程逻辑器件；所述中央处理器的uboot闪存和SPI总线以及所述远程管理芯片的SPI总线均与所述复杂可编程逻辑器件相连；所述复杂可编程逻辑器件用于将所述中央处理器的uboot闪存连接到所述中央处理器的SPI总线上；当接收到uboot固件升级指令时，所述复杂可编程逻辑器件将所述uboot闪存切换连接至所述远程管理芯片的SPI总线上，以供所述远程管理芯片直接读写所述uboot闪存进行内容升级；升级完毕后，所述复杂可编程逻辑器件将所述uboot闪存切换连接至所述中央处理器的SPI总线上。3.根据权利要求2所述的提供远程管理和扩展网络处理能力的数据处理单元，其特征在于，所述远程管理芯片的JTAG总线与所述网络处理单元卡的JTAG总线相连；当接收到针对所述网络处理单元卡的固件升级指令时，所述远程管理芯片的JTAG控制器进入master模式，并基于所述远程管理芯片的JTAG总线和所述网络处...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜二锋，王慧鑫，石阳，王江峰，金鑫，林枫，李东升，王伟，王昕溥，李爽，
申请(专利权)人：北京大禹智芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：