專利名稱：全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)以及全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝方法、以及采用無源中板實現(xiàn)的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著高性能計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,高性能計算機的性能越來越高，在每個計算節(jié)點處理能力增強的同時，高性能計算機中的節(jié)點數(shù)也不斷增加，節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)連接的規(guī)模也越來越大。 傳統(tǒng)的高性能計算機節(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)連接，一種組裝方法是采用插件-底板的方法，每廣4個計算節(jié)點安裝在一塊計算插件上，每2 4塊計算插件再插在一塊底板上，底板 上放置網(wǎng)絡(luò)交換芯片，計算插件間的連接通過連到底板實現(xiàn)。另一種組裝方法是通過線纜來實現(xiàn)更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接，每f4個計算節(jié)點安裝在一塊計算主板上，計算主板再通過線纜連接到一臺網(wǎng)絡(luò)交換機上。一方面，若采用背板-插件的組裝方法來實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)的連接，一般實現(xiàn)的全交叉的互連網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，例如全交叉互連網(wǎng)絡(luò)規(guī)模一般為4/8/16個節(jié)點，最大規(guī)模沒見超過16個節(jié)點的。這種組裝方法有著組裝密度低和全交叉網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小的缺點。另一方面，若采用線纜的方法來擴大全交叉網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，則又會帶來線纜多和成本高的缺點。因此，希望能夠提供一種能夠以簡單方式實現(xiàn)高性能計算機中大規(guī)模節(jié)點間的全交叉的網(wǎng)絡(luò)連接的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠以簡單方式實現(xiàn)高性能計算機中大規(guī)模節(jié)點間的全交叉的網(wǎng)絡(luò)連接的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其包括多個節(jié)點板、多個網(wǎng)絡(luò)板以及無源中板；其中，所述多個節(jié)點板安裝在所述無源中板的第一側(cè)，所述多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)；而且，所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑，并且所述無源中板上不放置任何有源器件。優(yōu)選地，所述節(jié)點板用于安裝計算單元，所述網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。優(yōu)選地，所述多個節(jié)點板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第一側(cè)，并且/或者所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第二側(cè)。優(yōu)選地，所述多個節(jié)點板和所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式分別安裝在所述無源中板的第一側(cè)和第二側(cè)。優(yōu)選地，所述無源中板實現(xiàn)了所述多個節(jié)點板上安裝的所有計算節(jié)點與所述多個網(wǎng)絡(luò)板上安裝的所有網(wǎng)絡(luò)交換芯片之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其包括第一步驟將多個節(jié)點板安裝在無源中板的第一側(cè)；第二步驟將多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)；第三步驟將所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑；并且，在所述全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法中，所述無源中板上不放置任何有源器件。優(yōu)選地，所述節(jié)點板用于安裝計算單元，所述網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。優(yōu)選地，所述多個節(jié)點板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第一側(cè)，并且/或者所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第二側(cè)。優(yōu)選地，所述多個節(jié)點板和所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式分別安裝在所述無源中板的第一側(cè)和第二側(cè)。優(yōu)選地，所述無源中板實現(xiàn)了所述多個節(jié)點板上安裝的所有計算節(jié)點與所述多個·網(wǎng)絡(luò)板上安裝的所有網(wǎng)絡(luò)交換芯片之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑。本發(fā)明提供了一種采用無源中板的三維組裝方案，其能夠以簡單方式實現(xiàn)高性能計算機中大規(guī)模節(jié)點間的全交叉的網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點1.組裝的密度高，單塊無源中板上可實現(xiàn)64個以上節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接；2.由于采取的是無線纜、緊耦合連接，具有成本低的優(yōu)點。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中圖I示意性地示出了 16個節(jié)點通過4個網(wǎng)絡(luò)交換芯片實現(xiàn)16X16全交叉的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法的流程圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。<第一實施例>在根據(jù)本發(fā)明實施例的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝方案中，可在節(jié)點板上放置計算單元，節(jié)點板在無源中板的一側(cè)水平插接，網(wǎng)絡(luò)板上放置網(wǎng)絡(luò)交換芯片，網(wǎng)絡(luò)板在無源中板的另一側(cè)水平插接；由此，節(jié)點板和網(wǎng)絡(luò)板之間的連接通過無源中板實現(xiàn)。無源中板上不放置任何有源器件，只是用來實現(xiàn)高速的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線和電源饋流路徑。下面將以16個節(jié)點通過4個網(wǎng)絡(luò)交換芯片實現(xiàn)16X16全交叉的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為例說明本發(fā)明的原理。具體地說，圖I示意性地示出了 16個節(jié)點通過4個網(wǎng)絡(luò)交換芯片實現(xiàn)16X16全交叉的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。如圖I所示，計算節(jié)點CO、Cl、C2、C3連接至網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWO上，計算節(jié)點C4、C5、C6、C7連接至網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWl上，計算節(jié)點C8、C9、C10、C11連接至網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW2上，計算節(jié)點C12、C13、C14、C15連接至網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW3上；由此，計算節(jié)點CO至C15通過網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWO、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWl、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW2、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW3、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW4、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW5、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW6、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW7實現(xiàn)16X16全交叉互連。而且，進一步地，網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW0、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWl、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW2、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW3、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW4、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW5、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW6以及網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW7通過中板內(nèi)布線彼此互連；其中，雖然未示出，但是，網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW4、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW5、網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW6以及網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW7可進一步通過線纜連接至上層網(wǎng)絡(luò)以與其它計算節(jié)點相連。 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)包括多個節(jié)點板、多個網(wǎng)絡(luò)板以及無源中板I。其中，所述多個節(jié)點板安裝在所述無源中板I的第一側(cè)，所述多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板I的第二側(cè)。而且，節(jié)點板和網(wǎng)絡(luò)板間的連接通過無源中板實現(xiàn)。更具體地說，所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑，并且所述無源中板上不放置任何有源器件。例如，在圖2所示的示例中，多個節(jié)點板為第一節(jié)點板21、第二節(jié)點板22、第三節(jié)點板23以及第四節(jié)點板24 ;多個網(wǎng)絡(luò)板為第一網(wǎng)絡(luò)板31、第二網(wǎng)絡(luò)板32、第三網(wǎng)絡(luò)板33以及第四網(wǎng)絡(luò)板34。其中，節(jié)點板用于安裝計算單元，網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。優(yōu)選地，在具體實施例中，所述多個節(jié)點板以相互平行的方式安裝在所述無源中板I的第一側(cè)。由此，可方便所述無源中板I的第一側(cè)的布線，使得所述無源中板I的第一側(cè)的布線變得簡單。類似地，優(yōu)選地，在具體實施例中，所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板I的第二側(cè)。由此，可方便所述無源中板I的第二側(cè)的布線，使得所述無源中板I的第二側(cè)的布線變得簡單。進一步優(yōu)選地，在具體實施例中，所述多個節(jié)點板和所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式分別安裝在所述無源中板I的第一側(cè)和第二側(cè)。由此，可方便所述無源中板I的總體布線，使得所述無源中板I的總體布線變得簡單。作為圖2所示的實施例的一個具體示例，例如，可通過采用無源中板來實現(xiàn)16個計算節(jié)點全交叉互連的組裝方式；具體地說，例如，在圖2所示的根據(jù)本發(fā)明實施例的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝結(jié)構(gòu)中，每4個計算節(jié)點(計算單元)安裝在一塊節(jié)點板(由此四塊節(jié)點板上共有4X4=16個計算節(jié)點)上，每塊網(wǎng)絡(luò)板上安裝2個網(wǎng)絡(luò)交換芯片，節(jié)點板和網(wǎng)絡(luò)板間的連接通過無源中板實現(xiàn)。更具體地說，對于圖I所示的拓撲結(jié)構(gòu)，在上述具體示例中，可利用圖2所示的實施例來實現(xiàn)。具體地說，例如，可將計算節(jié)點CO、Cl、C2、C3安裝在第一節(jié)點板21上，將計算節(jié)點C4、C5、C6、C7安裝在第二節(jié)點板22上，將計算節(jié)點C8、C9、CIO、Cll安裝在第三節(jié)點板23上，將計算節(jié)點C12、C13、C14、C15安裝在第四節(jié)點板24上；并且，將網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWO和網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW4安裝在第一網(wǎng)絡(luò)板31上，將網(wǎng)絡(luò)交換芯片SWl和網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW5安裝在第二網(wǎng)絡(luò)板32上，將網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW2和網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW6安裝在第三網(wǎng)絡(luò)板33上，將網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW3和網(wǎng)絡(luò)交換芯片SW7安裝在第四網(wǎng)絡(luò)板34上。同時，無源中板I實現(xiàn)圖I所示的所有元件之間的連接關(guān)系。即，優(yōu)選地，無源中板I實現(xiàn)了所述多個節(jié)點板上安裝的所有計算節(jié)點與所述多個網(wǎng)絡(luò)板上安裝的所有網(wǎng)絡(luò)交換芯片之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑。由此，本發(fā)明上述實施例提供了一種采用無源中板的三維組裝方法，其能夠以簡單方式實現(xiàn)高性能計算機中大規(guī)模節(jié)點間的全交叉的網(wǎng)絡(luò)連接?？梢钥闯?，本發(fā)明上述實施例至少具有以下優(yōu)點I.組裝的密度高，單塊無源中板上可實現(xiàn)64個以上節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接； 2.由于采取的是無線纜、緊耦合連接，具有成本低的優(yōu)點。<第二實施例>圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法的流程圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法包括第一步驟SI :將多個節(jié)點板安裝在無源中板的第一側(cè)；第二步驟S2 :將多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)；第三步驟S3 :將所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑；并且，在根據(jù)本發(fā)明實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法中，所述無源中板上不放置任何有源器件。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的采用無源中板實現(xiàn)全交叉網(wǎng)絡(luò)互連的組裝結(jié)構(gòu)的附加有利特征同樣適用于根據(jù)本發(fā)明第二實施例的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，在此不再贅述。此外，需要說明的是，說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等?？梢岳斫獾氖牵m然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括多個節(jié)點板、多個網(wǎng)絡(luò)板以及無源中板；其中，所述多個節(jié)點板安裝在所述無源中板的第一側(cè)，所述多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)；而且，所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑，并且所述無源中板上不放置任何有源器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述節(jié)點板用于安裝計算單元，所述網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個節(jié)點板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第一側(cè)，并且/或者所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第二側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個節(jié)點板和所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式分別安裝在所述無源中板的第一側(cè)和第二側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述無源中板實現(xiàn)了所述多個節(jié)點板上安裝的所有計算節(jié)點與所述多個網(wǎng)絡(luò)板上安裝的所有網(wǎng)絡(luò)交換芯片之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑。
6.一種全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其特征在于包括 第一步驟將多個節(jié)點板安裝在無源中板的第一側(cè)； 第二步驟將多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)； 第三步驟將所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑； 并且，在所述全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法中，所述無源中板上不放置任何有源器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其特征在于，所述節(jié)點板用于安裝計算單元，所述網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其特征在于，所述多個節(jié)點板以 相互平行的方式安裝在所述無源中板的第一側(cè)，并且/或者所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第二側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其特征在于，所述多個節(jié)點板和所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式分別安裝在所述無源中板的第一側(cè)和第二側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一所述的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法，其特征在于，所述無源中板實現(xiàn)了所述多個節(jié)點板上安裝的所有計算節(jié)點與所述多個網(wǎng)絡(luò)板上安裝的所有網(wǎng)絡(luò)交換芯片之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)以及全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝方法。根據(jù)本發(fā)明的全交叉網(wǎng)絡(luò)互連組裝結(jié)構(gòu)包括多個節(jié)點板、多個網(wǎng)絡(luò)板以及無源中板；其中，所述多個節(jié)點板安裝在所述無源中板的第一側(cè)，所述多個網(wǎng)絡(luò)板安裝在所述無源中板的第二側(cè)；而且，所述無源中板用作所述多個節(jié)點板與所述多個網(wǎng)絡(luò)板之間的全交叉網(wǎng)絡(luò)布線以及電源饋流路徑，并且所述無源中板上不放置任何有源器件。所述節(jié)點板用于安裝計算單元，所述網(wǎng)絡(luò)板用于安裝網(wǎng)絡(luò)交換芯片。所述多個節(jié)點板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第一側(cè)。所述多個網(wǎng)絡(luò)板以相互平行的方式安裝在所述無源中板的第二側(cè)。
文檔編號H04L12/70GK102882777SQ201210369489
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者高劍剛, 丁亞軍, 劉耀, 金利峰, 胡晉, 鄭浩, 李滔 申請人:無錫江南計算技術(shù)研究所