方便更換計算節(jié)點條，可根據(jù)不同用途更換不同計算節(jié)點，在保持高性能計算的同時，應(yīng)用范圍更加廣泛，應(yīng)用方式更加靈活。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群的整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群的ATCA機(jī)箱結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群的交換刀片結(jié)構(gòu)框圖；
圖5為本發(fā)明基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群的計算刀片結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0026]實施例:
下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0027]如圖1所示:本例中共有2048個計算節(jié)點，它們經(jīng)過交換網(wǎng)絡(luò)的不斷匯聚，最后連接到一個萬兆交換機(jī)上，管理服務(wù)器通過連接此交換機(jī)，可以方便地同集群中的每一個計算節(jié)點進(jìn)行通訊。
[0028]如圖2所示:如網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)所示，接入層在計算刀片上，每個底層的交換網(wǎng)絡(luò)連接四個節(jié)點條，每個節(jié)點條在本例中擁有兩個計算節(jié)點，如此，此交換網(wǎng)絡(luò)上匯聚了 8個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。同時，計算刀片的二級網(wǎng)絡(luò)交換上匯聚了兩路初級網(wǎng)絡(luò)，于是通過二級網(wǎng)絡(luò)交換的接口，就能與此例中的計算刀片上的16個計算節(jié)點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。交換刀片為網(wǎng)絡(luò)匯聚層，每個計算刀片的網(wǎng)絡(luò)都匯聚到交換刀片的匯聚網(wǎng)絡(luò)中，本例中采用14U的ATCA機(jī)箱，最多可配置12塊計算刀片，即在本例中，一個交換刀片最多可匯聚192個計算節(jié)點。最終，匯聚層的網(wǎng)絡(luò)都連接到核心交換層，管理服務(wù)器可通過連入核心交換層來與所有的節(jié)點進(jìn)行通訊，本例中配置的計算節(jié)點數(shù)量為2048。
[0029]如圖3所示:ATCA機(jī)箱的背板留下了 14個刀片的插槽，在本例中規(guī)劃12個計算刀片、I個交換刀片和I個備用交換刀片。它們分布的位置如圖所示。在使用工程中，必須有至少一塊交換刀片，完成網(wǎng)絡(luò)匯聚功能，而計算刀片的數(shù)量以及插入位置，可根據(jù)具體情況而決定。
[0030]如圖4所示:交換刀片的匯聚網(wǎng)絡(luò)由四部分組成:包括千兆PHY、萬兆PHY、交換芯片和管理芯片。千兆PHY接收從計算刀片匯聚來的網(wǎng)絡(luò)信號；萬兆PHY是與ATCA機(jī)箱外部通訊的通道；交換芯片實現(xiàn)24個千兆網(wǎng)絡(luò)與2個萬兆網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換互聯(lián)功能；管理芯片負(fù)責(zé)管理前三部分的控制與配置信息。通過這四個部分的有機(jī)結(jié)合，交換刀片不但實現(xiàn)了不同計算刀片之間的通訊，同時也實現(xiàn)了計算刀片與ATCA機(jī)箱外部的通訊。同時，萬兆網(wǎng)的采用也最大限度的保持了每個計算刀片的帶寬。
[0031]如圖5所示:計算刀片的供電為ATCA總線標(biāo)準(zhǔn)的48V供電，這樣可以減小在傳輸過程中的功率損失。刀片上有一個IIC接口，機(jī)箱管理板可以通過IIC總線與管理模塊進(jìn)行通訊，從而管理計算刀片及計算節(jié)點的電源并配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。計算刀片上最重要的組成部分是8個節(jié)點條的接口，可以在此處配置不同的節(jié)點條，本例中每個節(jié)點條包含兩個計算節(jié)點。計算刀片的交換模塊是節(jié)點與計算刀片外的通訊通道，同時也實現(xiàn)了刀片內(nèi)部各個計算節(jié)點的互聯(lián)。以上部分，共同組成了計算刀片，使其成為系統(tǒng)中計算節(jié)點的載體。
[0032]本發(fā)明采用ATCA架構(gòu)，并采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和計算節(jié)點管理。ATCA架構(gòu)是一個成熟的架構(gòu)體系，本發(fā)明創(chuàng)造性的把此架構(gòu)和超算集群有機(jī)的結(jié)合在一起，提供了一個運(yùn)行穩(wěn)定、體積小、密度高、功能靈活，耗能少的超算集群。
[0033]本發(fā)明采用了計算節(jié)點可重構(gòu)方案，可以靈活的決定集群的規(guī)模，也可以根據(jù)需求采用不同的計算節(jié)點，不但可以成為不同專用領(lǐng)域的高性能計算集群，同時也提供了一個用途廣泛的超算平臺，提高了超算集群的性價比，增加了潛在的用戶群體。
[0034]本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎、緊湊、密度高，可低功耗、低成本地實現(xiàn)不同應(yīng)用的高效能計算，適應(yīng)范圍廣，性能穩(wěn)定，安全可靠。
[0035]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【主權(quán)項】
1.一種基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，ATCA機(jī)箱內(nèi)各計算刀片通過ATCA總線與交換刀片相連，所述交換刀片與核心交換機(jī)連接，所述核心交換機(jī)與管理服務(wù)器互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，所述計算刀片通過多級網(wǎng)絡(luò)交換進(jìn)行匯聚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，所述計算刀片通過接插件連接計算節(jié)點條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，所述交換刀片至少為一塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，所述交換刀片包括千兆PHY、萬兆PHY、交換芯片和管理芯片，所述千兆PHY接收從計算刀片匯聚來的網(wǎng)絡(luò)信號；所述萬兆PHY為與ATCA機(jī)箱外部通訊的通道；所述交換芯片實現(xiàn)24個千兆網(wǎng)絡(luò)與2個萬兆網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換互聯(lián)；所述管理芯片負(fù)責(zé)管理控制與配置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，其特征在于，所述計算刀片包括節(jié)點條接口、管理模塊、交換模塊和電源模塊；所述電源模塊由ATCA總線標(biāo)準(zhǔn)的48V供電，所述計算刀片設(shè)置有IIC接口，機(jī)箱管理板通過IIC總線與管理模塊進(jìn)行通訊，所述交換模塊是節(jié)點與計算刀片外的通訊通道，同時連接計算刀片內(nèi)部各個計算節(jié)點。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ATCA架構(gòu)的超級計算機(jī)集群，ATCA機(jī)箱內(nèi)各計算刀片通過ATCA總線與交換刀片相連，所述交換刀片與核心交換機(jī)連接，所述核心交換機(jī)與管理服務(wù)器互聯(lián)。采用了計算節(jié)點可重構(gòu)方案，可以靈活的決定集群的規(guī)模，也可以根據(jù)需求采用不同的計算節(jié)點，不但可以成為不同專用領(lǐng)域的高性能計算集群，同時也提供了一個用途廣泛的超算平臺，提高了超算集群的性價比，增加了潛在的用戶群體。
【IPC分類】G06F15-16
【公開號】CN104679714
【申請?zhí)枴緾N201510103736
【發(fā)明人】韓文報, 胡景銘, 吳建元, 周東浩
【申請人】江蘇微銳超算科技有限公司, 韓文報, 胡景銘
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月10日