[發明專利]在運行的PCIe架構中熱插/拔新組件的系統和方法

有效

• 申請號: 200710169928.2
• 申請日: 2007-11-08
• 公開（公告）號: CN101206629A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: D·M·弗賴穆特;R·J·雷西奧;C·A·薩爾茲伯格;S·M·瑟伯;J·A·瓦爾加斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;H04L12/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

技術領域

本申請一般涉及改進的數據處理系統和方法。更具體地，本申請涉及用于在運行的外圍組件互連Express(PCIe)結構中熱插/拔新組件的機制。

背景技術

大部分現代計算設備利用使用外圍組件互連標準的某個版本或實現的總線和輸入/輸出(I/O)適配器，其中外圍組件互連標準最初由英特爾公司在20世紀90年代建立。外圍組件互連(PCI)標準規定了用于將外圍組件附接到計算機主板的計算機總線。PCT?Express或PCIe是使用現有PCI編程概念的PCI計算機總線的實現，但是該實現是基于完全不同且更快的串行物理層通信協議的計算機總線。物理層不包括可以在多個設備之間共享的雙向總線，而是包括嚴格地連接到兩個設備的單一單向鏈路。

圖1是示出了根據PCIe規范的PCI?Express(PCIe)架構拓撲的示意圖。如圖1所示，PCIe架構拓撲100包括耦合到根聯合體130的主處理器(CPU)100和存儲器120，根聯合體130接著耦合到一個或多個PCIe端點140(在PCIe規范中使用術語“端點”來表示支持PCIe的I/O適配器)、PCI?Express-PCI橋150以及一個或多個互連交換機160。根聯合體130表示將CPU/存儲器連接到I/O適配器的I/O層級的根。根聯合體130包括主橋、集成了零個或多個根聯合體的端點、零個或多個根聯合體事件收集器、以及一個或多個根端口。每個根端口支持單獨的I/O層級。I/O層級可以包括根聯合體130、零個或多個互連交換機160和/或橋150(其包含交換或PCIe架構)、以及一個或者多個諸如端點170和182-188的端點。關于PCI和PCIe的更多信息，參見在外圍組件互連特殊興趣組(PCI-SIG)的網站www.pcisig.com上可獲得的PCI和PCIe規范。

今天，將PCI和PCIe?I/O適配器、總線等集成到包括刀片服務器的刀片的幾乎每一個計算設備的主板上。刀片服務器本質上是用于大量的單獨的最小封裝的計算機主板“刀片”的殼體，每個刀片包括一個或多個處理器、計算機存儲器、計算機存儲設備和計算機網絡連接，但共享機箱的公共電源和空氣冷卻資源。刀片服務器對于諸如Web主控和集群計算的特定用途是理想的。

如前所述，通常將PCI和PCIe?I/O適配器集成到刀片自身之中。結果，在相同刀片服務器的刀片之間無法共享I/O適配器。而且，I/O適配器的集成限制了鏈路速率的可擴展性。即，隨著時間的過去，鏈路速率無法隨著處理器性能而擴展。到目前為止，還沒有設計出一種機制以允許由多個系統鏡像跨過多個刀片而共享PCI和PCIeI/O適配器。而且，還沒有設計出一種機制以允許以非集成的方式來提供PCI和PCIe?I/O適配器，以供刀片服務器中的多個刀片使用。

發明內容

為了解決由于當前PCI和PCIe?I/O適配器集成的限制，說明性的實施方式提供了一種機制，其允許由兩個或更多的系統鏡像(SI)本地地共享PCIe適配器。例如，提供一種機制，用于使在相同根聯合體內或跨過多個根聯合體(RC)的多個SI能夠同時共享例如PCIeI/O適配器的端點，其中所述多個根聯合體(RC)共享(即，耦合到)公共PCI交換架構。該機制允許每個根聯合體及其相關聯的物理和/或虛擬端點(VEP)具有其自身唯一的PCI存儲器地址空間。

此外，在基本的PCI規范中缺少但對于管理由端點的共享而產生的聯合體配置所需要的是：用于確定和管理在端點中的可能的PCI功能的組合的必要性。因此，此處說明性的實施方式提供了用于在刀片服務器中的第一刀片的一個根聯合體與在相同或不同刀片服務器中的第二刀片的第二根聯合體進行通信的機制。該說明性的實施方式通過提供一種機制來支持這種通信，該機制用以初始化在用于支持這種通信的多根刀片集群的根聯合體和端點之間的共享存儲器。

在一個說明性的實施方式中，多根PCIe配置管理器(MR-PCIM)通過發現PCIe交換架構(即，PCIe層級)以及通過遍歷所有經由PCIe交換架構的互連的交換機可訪問的所有鏈路，來初始化在根聯合體和端點之間的共享存儲器。因為遍歷了鏈路，MR-PCIM比較針對根聯合體和端點的每個而獲得的信息，以確定哪個端點和根聯合體位于相同刀片上。然后，生成虛擬PCIe樹數據結構，該虛擬PCIe樹數據結構將在PCIe交換架構上可用的端點綁定到每個根聯合體。作為相同PCI樹的部分(即，關聯于同一根聯合體)的端點在虛擬PCIe樹數據結構中是相關聯的。