一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu),提出了一種并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，包括計(jì)算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，其中計(jì)算資源池包括若干并行計(jì)算節(jié)點(diǎn)，存儲資源池包含若干存儲模塊，各個計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)模塊，網(wǎng)絡(luò)資源池的網(wǎng)絡(luò)互連模塊與各個網(wǎng)絡(luò)模塊連接通信；還包括電源子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)，管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整體監(jiān)控管理系統(tǒng)；該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)通過分離的互連平面、信道平臺、供電平面及管理平面實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)多種耦合方式，同時也可通過互連平面及管理平面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、資源的統(tǒng)一分配、邏輯上的統(tǒng)一分區(qū)，并可實(shí)現(xiàn)物理上的靈活分區(qū)配置。
【專利說明】一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)(ComputerArchitecture)是程序員所看到的計(jì)算機(jī)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。通常計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中包含多個計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，目前通用的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)處理節(jié)點(diǎn)間的互連可分為緊耦合和松耦合兩類方法。使用松耦合方法時，松耦合系統(tǒng)通常基于消息，互連節(jié)點(diǎn)雙方不知道對方如何實(shí)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)雙方之間的通訊由消息的架構(gòu)支配，只有消息符合協(xié)商的架構(gòu)，則雙方節(jié)點(diǎn)均可以根據(jù)需要進(jìn)行更改，且不會破壞對方。松耦合通訊機(jī)制提供了緊耦合機(jī)制所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，同時降低互連節(jié)點(diǎn)之間的依賴性。使用緊耦合方法時，互連節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行更為緊密的集成，互連節(jié)點(diǎn)關(guān)系緊密存在相互調(diào)用，然而緊耦合系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于更新一個節(jié)點(diǎn)的結(jié)果會導(dǎo)致其他節(jié)點(diǎn)的結(jié)果變化，難以重用特定的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)?？梢姡@兩類耦合關(guān)系在實(shí)際的系統(tǒng)應(yīng)用中都存在一定的不足之處。
[0003]同時針對互連網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展、數(shù)據(jù)爆炸式增長，互連網(wǎng)各類增值應(yīng)用的大規(guī)模普及，服務(wù)器新增數(shù)量龐大，按照傳統(tǒng)服務(wù)器在機(jī)房上架部署，每天可部署約300臺服務(wù)器，傳統(tǒng)的服務(wù)器的架構(gòu)難以滿足互連網(wǎng)公司規(guī)模日益龐大的服務(wù)器多種應(yīng)用的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本方明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，提供一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:提出了一種并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)包括計(jì)算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，其中所述計(jì)算資源池包括若干并行計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述存儲資源池包含若干為系統(tǒng)提供全局式共享存儲的存儲模塊，各個計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)模塊；所述網(wǎng)絡(luò)資源池由網(wǎng)絡(luò)互連模塊和所述網(wǎng)絡(luò)模塊組成，且所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊與各個網(wǎng)絡(luò)模塊連接通信；所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)、存儲模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和網(wǎng)絡(luò)互連模塊構(gòu)成系統(tǒng)的功能模塊；
所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還包括電源子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)，其中，所述電源子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)供電連接系統(tǒng)中各個功能模塊，所述散熱子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)散熱，且所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊連接散熱子系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控管理，所述管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整體監(jiān)控管理系統(tǒng)，且管理子系統(tǒng)連接所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊管理對海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。
[0006]優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊為系統(tǒng)提供一個靈活、可變的網(wǎng)絡(luò)配置方案，其結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)互連單元、業(yè)務(wù)互連單元和控制互連單元，其中，通過數(shù)據(jù)互連單元系統(tǒng)支持對帶寬、延遲敏感的大規(guī)模并發(fā)I/O訪問、虛擬機(jī)遷移、進(jìn)程間低延遲通信與數(shù)據(jù)同步；通過業(yè)務(wù)互連單元滿足對海量數(shù)據(jù)并發(fā)處理的通信需求；通過控制互連單元實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中各個功能模塊的監(jiān)控管理與資源調(diào)度通信。
[0007]優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊的控制互連單元連接散熱子系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控管理。
[0008]優(yōu)選的，所述管理子系統(tǒng)連接所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊的業(yè)務(wù)互連單元管理對海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。
[0009]優(yōu)選的，所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還設(shè)置了處理單元，所述電源子系統(tǒng)連接處理單元給處理單元供電，所述管理子系統(tǒng)連接處理單元對處理單元進(jìn)行監(jiān)控管理；所述處理單元與系統(tǒng)的各個功能模塊連接對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。
[0010]優(yōu)選的，所述處理單元包括通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元三種類型，且所述通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元構(gòu)成層次式架構(gòu)，所述通用處理單元與輕量處理單元交互通信，同時所述輕量處理單元與可重構(gòu)處理單元交互通信。
[0011]優(yōu)選的，所述存儲資源池包括兩塊為系統(tǒng)提供全局式共享式存儲的存儲模塊，這兩塊存儲模塊中設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)模塊與網(wǎng)絡(luò)互連模塊交互通信。
[0012]優(yōu)選的,所述計(jì)算資源池包括并行的主計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)、CUP節(jié)點(diǎn)、高密度節(jié)點(diǎn)、四路節(jié)點(diǎn)和Micro Server節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)中均設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊與所述網(wǎng)絡(luò)模塊交互通信。
[0013]本發(fā)明的多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:該計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新在于，通過分離的互連平面、信道平臺、供電平面及管理平面實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)多種耦合方式，同時也可通過互連平面及管理平面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、資源的統(tǒng)一分配、邏輯上的統(tǒng)一分區(qū)；實(shí)現(xiàn)了通過多平面分離式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)緊耦合和松耦合在一個系統(tǒng)中的平滑切換及有效的融合；
通過該計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)可以將多個并行的計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過多個平面實(shí)現(xiàn)物理上的系統(tǒng)資源共享及1資源的分配；并可實(shí)現(xiàn)物理上的靈活分區(qū)配置，從而將一臺并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)劃分為多個或單個獨(dú)立的多處理器系統(tǒng)；同時可以充分根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載和業(yè)務(wù)類型，對系統(tǒng)的計(jì)算資源、管理、存儲資源和1資源進(jìn)行劃分和配置，從而達(dá)到系統(tǒng)資源的最優(yōu)化配置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)圖；
附圖2為所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參考附圖，對本發(fā)明所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]本發(fā)明所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，是一種并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)包括計(jì)算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，其中所述計(jì)算資源池包括并行的不同種類的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述存儲資源池中提供各種存儲模塊，可以為系統(tǒng)提供全局式的共享式存儲，且，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)模塊(NIC);所述網(wǎng)絡(luò)資源池由計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中的網(wǎng)絡(luò)模塊(NIC)、網(wǎng)絡(luò)互連模塊組成，并且計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中的網(wǎng)絡(luò)模塊(NIC)均與網(wǎng)絡(luò)互連模塊連接通信。
[0017]實(shí)施例1:
本實(shí)施例所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，提出的并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)中，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊為系統(tǒng)提供一個靈活、可變的網(wǎng)絡(luò)配置方案，其結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)互連單元、業(yè)務(wù)互連單元和控制互連單元，其中，通過數(shù)據(jù)互連單元系統(tǒng)支持對帶寬、延遲敏感的大規(guī)模并發(fā)I/o訪問、虛擬機(jī)遷移、進(jìn)程間低延遲通信與數(shù)據(jù)同步；通過業(yè)務(wù)互連單元滿足對海量數(shù)據(jù)并發(fā)處理的通信需求；通過控制互連單元實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中各個功能模塊的監(jiān)控管理與資源調(diào)度通信。該體系架構(gòu)可以充分根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載和業(yè)務(wù)類型，對計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源、管理、存儲資源和1資源進(jìn)行劃分和配置，從而達(dá)到系統(tǒng)資源的最優(yōu)化配置。
[0018]本實(shí)施所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)中，所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還包括電源子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)，其中，所述電源子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)供電連接系統(tǒng)中各個功能模塊，所述散熱子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)散熱，且所述控制互連單元連接散熱子系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控管理，所述管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整體監(jiān)控管理系統(tǒng)，且管理子系統(tǒng)連接所述業(yè)務(wù)互連單元管理對海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。
[0019]此外，所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還可以設(shè)置處理單元，所述電源子系統(tǒng)連接處理單元給處理單元供電，所述管理子系統(tǒng)連接處理單元對處理單元進(jìn)行監(jiān)控管理；所述處理單元包括通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元，且所述通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元構(gòu)成層次式架構(gòu)，所述通用處理單元與輕量處理單元交互通信，同時所述輕量處理單元與可重構(gòu)處理單元交互通信；如附圖1所述。
[0020]本實(shí)施例所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)中，所述計(jì)算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池中的各種功能模塊均采用獨(dú)立的物理架構(gòu)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)通過管理子系統(tǒng)采用集中式監(jiān)控管理，通過電源子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)采用集中化供電、散熱，并統(tǒng)一進(jìn)行功耗和電源管理。
[0021]實(shí)施例2:
本實(shí)施例所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理，如附圖2所示，該計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，所述存儲資源池包括兩塊存儲模塊(storage)，通過存儲模塊可以為系統(tǒng)提供全局式的共享式存儲，且這兩塊存儲模塊中設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊(NIC);所述計(jì)算資源池包括并行的主計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)、CUP節(jié)點(diǎn)、高密度節(jié)點(diǎn)、四路節(jié)點(diǎn)和Micro Server節(jié)點(diǎn)，且這些節(jié)點(diǎn)中均設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊(NIC);所述網(wǎng)絡(luò)資源池的網(wǎng)絡(luò)互連模塊與上述存儲模塊和各個節(jié)點(diǎn)中的網(wǎng)絡(luò)模塊均互連通信。
[0022]從實(shí)施例2所述多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案可知，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過分離的互連平面、信道平面、供電平面及管理平面實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)多種耦合方式，同時也可通過互連平面及管理平面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、資源的統(tǒng)一分配、邏輯上的統(tǒng)一分區(qū)。該體系架構(gòu)可以將多個并行的計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過多平面實(shí)現(xiàn)物理上的系統(tǒng)資源共享及1資源的分配，并可實(shí)現(xiàn)物理上的靈活分區(qū)配置，從而將一臺并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)劃分為多個或單個獨(dú)立的多處理器系統(tǒng)；并通過多平面分離式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)緊耦合和松耦合在一個系統(tǒng)中的平滑切換及有效融合。
[0023]上述【具體實(shí)施方式】僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述【具體實(shí)施方式】，任何符合本發(fā)明的權(quán)利要求書的且任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，提出了一種并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)包括計(jì)算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，其中所述計(jì)算資源池包括若干并行計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述存儲資源池包含若干為系統(tǒng)提供全局式共享存儲的存儲模塊，各個計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲模塊中均設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)模塊；所述網(wǎng)絡(luò)資源池由網(wǎng)絡(luò)互連模塊和所述網(wǎng)絡(luò)模塊組成，且所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊與各個網(wǎng)絡(luò)模塊連接通信；所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)、存儲模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和網(wǎng)絡(luò)互連模塊均稱為系統(tǒng)的功能模塊； 所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還包括電源子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)，其中所述電源子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)供電連接系統(tǒng)中各個功能模塊，所述散熱子系統(tǒng)用于給系統(tǒng)散熱，且所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊連接散熱子系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控管理，所述管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整體監(jiān)控管理系統(tǒng)，且管理子系統(tǒng)連接所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊管理對海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊包括數(shù)據(jù)互連單元、業(yè)務(wù)互連單元和控制互連單元，其中，通過數(shù)據(jù)互連單元系統(tǒng)支持對帶寬、延遲敏感的大規(guī)模并發(fā)I/O訪問、虛擬機(jī)遷移、進(jìn)程間低延遲通信與數(shù)據(jù)同步；通過業(yè)務(wù)互連單元滿足對海量數(shù)據(jù)并發(fā)處理的通信需求；通過控制互連單元實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中各個功能模塊的監(jiān)控管理與資源調(diào)度通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊的控制互連單元連接散熱子系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管理子系統(tǒng)連接所述業(yè)務(wù)互連單元管理對海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述并行多節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)還設(shè)置了處理單元，所述電源子系統(tǒng)連接處理單元給處理單元供電，所述管理子系統(tǒng)連接處理單元對處理單元進(jìn)行監(jiān)控管理；所述處理單元與系統(tǒng)的各個功能模塊連接對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述處理單元包括通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元三種類型，且所述通用處理單元、輕量處理單元和可重構(gòu)處理單元構(gòu)成層次式架構(gòu)，所述通用處理單元與輕量處理單元交互通信，同時所述輕量處理單元與可重構(gòu)處理單元交互通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述存儲資源池包括兩塊為系統(tǒng)提供全局式共享式存儲的存儲模塊，這兩塊存儲模塊中設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)模塊與網(wǎng)絡(luò)互連模塊交互通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述一種多平面分離式多分區(qū)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述計(jì)算資源池包括并行的主計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)、CUP節(jié)點(diǎn)、高密度節(jié)點(diǎn)、四路節(jié)點(diǎn)和MicroServer節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)中均設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)互連模塊與所述網(wǎng)絡(luò)模塊交互通信。
【文檔編號】G06F15/16GK104360980SQ201410726028
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】陳彥靈, 王磊 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司