使用无线通信的数据中心制造技术

数据中心包括使用诸如高频RF无线通信的无线通信来彼此通信的多个计算单元。数据中心可将计算单元组织成组（例如，机架）。在一个实现中，每组可形成三维结构，诸如具有用于容纳计算单元间的组内通信的空闲空间区域的支柱。数据中心可包括便于通信的多个特征，包括用于处理计算和缓冲任务的双重用途存储器、故障保险路由机制、解决永久干扰和隐式终端场景的规定等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用无线通信的数据中心
技术介绍
数据中心通常使用计算单元的分层组织来处理计算任务。在该组织中，数据中心可包括多个机架。每个机架包括多个计算单元(诸如，用于实现可访问网络的服务的多个服务器)。每个机架还可包括用于在机架内将数据路由到计算单元或路由来自计算单元的数据的机架级切换机制。一个或多个更高级的切换机制可将各机架耦合在一起。因此，数据中心中各计算单元之间的通信可包括通过分层切换结构“向上”和“向下”发送数据。数据中心使用硬连线链路在物理上实现这些通信路径。计算单元的分层组织已经证明对于许多数据中心应用来说是有效的。然而，它也有缺点。在其他潜在的问题中，切换结构的分层性质可导致对于某些应用在数据流上的瓶颈，尤其是涉及不同机架中的各计算单元之间的通信的那些应用。
技术实现思路
此处描述了数据中心，该数据中心包括彼此经由无线通信来交互的多个计算单元。例如但不限于，数据中心可使用高频RF信号、光信号等来实现无线通信。在一个实现中，数据中心可包括三个或更多个计算单元。每个计算单元可包括处理资源、通用存储器资源、和切换资源。此外，每个计算单元可包括用于与至少一个其他计算单元无线通信的两个或更多个无线通信元件。这些通信元件通过提供相应的在方向上聚焦的束，例如在一个实现中通过使用57GHz-64GHz范围中的高衰减信号，来实现无线通信。根据另一个说明性方面，数据中心可包括组成结构的至少一组计算单元。例如，该结构可组成具有内部空闲区域以便容纳组内各计算单元间的组内通信的支柱(例如，圆柱体)。根据另一个说明性方面，可将计算单元相对于彼此来放置以避免永久干扰。当第一计算单元可与第二计算单元通信，但该第二计算单元无法与该第一计算单元直接通信时存在所述永久干扰。根据另一个说明性方面，计算单元组成(在某些情形中)经由至少一个中间计算单元将有效载荷数据从源计算单元传输到目的计算单元的无线切换结构。该切换结构可使用任何类型的路由技术或路由技术的任何组合来实现这些功能。根据另一个说明性方面，在传输有效载荷数据中涉及的计算单元可使用其存储器资源的至少一部分(如果可用的话)作为临时存储正被传输的有效载荷数据的缓冲器。因此，计算单元的存储器资源既可担任执行计算中的传统角色，又可担任缓冲角色。根据另一个说明性方面，计算单元被配置成使用媒体访问协议来彼此通信，该媒体访问协议解决各种隐式终端场景。数据中心可在不同环境中提供各种优势。根据一个优势，(与固定分层方法相比)数据中心更容易且更灵活地容纳计算单元之间的通信。数据中心可因此为许多应用提供经改善的吞吐量。根据另一个优势，数据中心可减少硬连线链路和专用路由基础结构的量。该特征可降低数据中心的成本，以及简化数据中心的安装、重新配置和维护。根据另一个优势，计算单元在执行无线通信时使用相对低的电量。这降低了运行数据中心的成本。上面的方法可以体现在各种类型的系统、组件，方法、计算机可读介质、数据中心、制品等中。提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍特征的非穷尽性选集及其附带的好处；这些特征在以下具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。附图说明图1示出具有一个或多个无线通信元件的说明性计算单元。图2是两个通信元件之间双工通信的图示。图3示出使用楔形外壳的计算单元的一个实现。图4示出了可用来实现图3的计算单元的组件集合。图5示出使用立方体形状外壳的计算单元的一个实现。图6示出了可用来实现图5的计算单元的组件集合。图7是多组计算单元的三维视图，每个计算单元是图3和4中示出的类型。图8是图7中示出的组中的两个组的横截面视图。图9示出使用图5和6中示出的类型的计算单元所组成的数据中心。图10是影响两个通信元件的永久干扰的图示。图11是用于在数据中心内部署计算单元以避免永久干扰的方法的图示。图12是补充图11的图示的流程图。图13是示出一种将通信频谱分割成多个隙(slot)的频率-时间图。图14是示出一种在使用无线通信的数据中心内传输控制数据和有效载荷数据的方法的频率-时间图。图15提供信令协议的概览，该信令协议可用于处理数据中心中各计算单元之间的通信，并且具体而言，可用于解决各种隐式终端场景。图16示出各通信参与者之间不存在冲突的第一交互场景。图17示出存在信号重叠、但各通信参与者之间仍不存在冲突的第二交互场景。图18示出用于解决各通信参与者之间的第一类型冲突(例如，“已占有冲突”)的第三交互场景。图19示出用于解决各通信参与者之间的第二类型冲突(例如，“已覆盖冲突”)的第四交互场景。图20是两组计算单元的横截面视图，指示了如何使用这些计算单元来路由数据。图21示出通过切换资源来共同提供的切换结构，该切换资源由数据中心中的各个计算单元来提供。图22示出一组中的计算单元，该组的第一子集被指派用于处理第一方向上的通信，并且该组的第二子集被指派用于处理第二方向上的通信。图23示出分组单元的组的集合，指示了由此组成的切换结构如何用于避开具有非最优性能的计算单元。贯穿本公开和附图使用相同的附图标记来引用相同的组件和特征。100系列标号指的是最初在图1中找到的特征，200系列标号指的是最初在图2中找到的特征，300系列标号指的是最初在图3中找到的特征，以此类推。具体实施例方式本专利技术是按如下方式来组织的。章节A描述在数据中心内提供无线通信的不同类型的计算单元。章节B描述可使用章节A的计算单元来构建的说明性数据中心。章节C描述用于解决永久干扰问题的功能。章节D描述用于实现各计算单元之间的信号传递的功能。章节E提供在使用无线通信的数据中心内路由数据的功能。作为预备，一些附图在被不同地称为功能、模块、特征、元素等的一个或多个结构组件的上下文中描述概念。附图中示出的各组件可以用各种方式来实现。在一种情况下，附图中所示出的将各种组件分离为不同的单元可以反映在实际实现中使用对应的不同的组件。另选地或者另外地，附图中所示出的任何单个组件都可以通过多个实际组件来实现。可另选地，或者另外地，对附图中的任何两个或更多个单独的组件的描绘可以反映由单个实际组件所执行的不同的功能。其他附图以流程图形式描述了概念。以此形式，某些操作被描述为构成以某一顺序执行的不同的框。这样的实现是说明性的而非限制性的。此处描述的某些框可被分组在一起并在单个操作中执行，某些框可被分成多个组件框，并且某些框可以按与此处所示出的不同的次序来执行(包括以并行方式执行这些框)。流程图中所示的各个框可以用任何方式来实现。下列的说明可以将一个或多个特征标识为“可选”。这种类型的陈述不应该被解释为可以被视为可选的特征的穷尽的指示；也就是说，其他特征也可以被视为可选，虽然在文本中没有明确地标识。类似地，说明可以指出一个或多个特征可以以复数实现(即，通过提供一个以上的特征)。这种陈述不应该被解释为可以重复的特征的详尽的指示。最后，术语“示例性”或“说明性”指的是可能多个实现中的一个实现。A.说明性计算单元图1示出在数据中心内使用的计算单元102。计算单元102包括处理资源104和存储器资源106，以便共同执行任何类型的处理任务。例如，处理资源104和存储器资源106可实现一个或多个应用，该一个或多个应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.05 US 12/753,9131.一种数据中心，包括: 至少三个计算单元，每个计算单元包括: 用于执行计算功能的处理资源； 用于存储数据的存储器资源； 至少两个无线通信元件，每个通信元件使用无线通信与至少一个其他计算单元通信，并且每个通信元件形成在方向上聚焦的束；以及 用于将所述处理资源、所述存储器资源和所述至少两个无线通信元件耦合在一起的切换资源。2.按权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述至少三个计算单元包括至少两组计算单元，并且每个计算单元包括用于与本地组中至少一个其他计算单元通信的至少一个组内无线通信元件以及用于与至少一个邻近组中的至少一个其他计算单元通信的至少一个组间通信元件。3.按权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述至少三个计算单元包括形成柱形结构的一组计算单元，所述柱形结构具有用于容纳所述组内各计算单元间的组内通信的内部空闲空间区域。4.按权利要求1所述的数据中心，其特征在于，计算单元的至少一个子集各自包括用于与外部实体通信的至少一个有线通信元件。5.按权利要求1所述的数据中心，其特征在于，将所述至少三个计算单元相对于彼此来放置以避免永久干扰，其中当第一计算单元能与第二计算单元通信，但所述第二计算单元无法与所述第一计算单元直接通信时，存在永久干扰。6.按权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述至少三个计算单元组成经由至少一个中间计算单元将有效载荷数据从源计算单元传输到目的计算单元的切换结构。7.按权利要求6所述的数据中心，其特征在于，传输所述有效载荷数据中涉及的至少一个计算单元被配置成按需地且若可用时将其存储器资源的至少一部分用作临时存储由所述切换结构传输的所述有效载荷数据的缓冲器。8.按权利要求6所述的数据中心，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：申知容，D·基罗夫斯基，D·T·哈珀三世，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：
国别省市：