[發(fā)明專利]可重構微服務器系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103076849A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 謝向輝;吳東;錢磊;原昊;張昆;臧春峰;郝子宇;張魯飛;李璽;嚴忻凱;鄔貴明;方興;葉楠;胡蘇太;韋海亮;周浩杰;陶志榮
• 申請（專利權）人: 無錫江南計算技術研究所
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16;G06F13/40
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發(fā)明涉及計算技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種可重構微服務器系統(tǒng)。

背景技術

隨著數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級領域的服務器規(guī)模的不斷增大，數(shù)據(jù)中心和大系統(tǒng)能效低下的問題愈發(fā)突出和嚴重，系統(tǒng)功耗無謂消耗和浪費，數(shù)據(jù)中心的功耗利用率不足10%，由此帶來的總體成本問題也越發(fā)突出。有數(shù)據(jù)顯示，全球每年服務器消耗的能源費用已經(jīng)占到了服務器采購費用的一半。

在這樣的背景下，微服務器(Micro?Server)逐漸進入人們的視野，其概念的提出最早可以追溯到2009年，它是在英特爾關于云數(shù)據(jù)中心對低功耗服務器需求的基礎上倡導的一種創(chuàng)新理念，包括英特爾、AMD、ARM在內的主要處理器廠商都推出了面向微服務器應用的低功耗處理器，HP、Dell等主要服務器廠商也相繼推出了其微服務器產(chǎn)品。微服務器采用新型的低功耗處理器，相比傳統(tǒng)服務器能效更高，體積更小，因此在相同尺寸的機箱內集成密度更高，目前主要用于對計算資源需求較小的獨立主機、靜態(tài)Web頁面支持等網(wǎng)絡服務。

目前的微服務器為了提高系統(tǒng)的能效和節(jié)點密度，主要采用低功耗處理器或其它低功耗小型化器件來構建系統(tǒng)，導致其在計算能力、存儲能力、I/O能力等各方面的絕對性能低于現(xiàn)有的標準服務器，限制了微服務器的應用和推廣。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在上述缺陷，提供一種可重構微服務器系統(tǒng)結構，其中將低功耗微處理器與可重構加速部件緊密耦合來構建微服務器系統(tǒng)，實現(xiàn)對傳統(tǒng)微服務器計算能力、存儲能力、I/O（輸入輸出）能力的增強，形成一種全新的低功耗高性能可重構微服務器系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種可重構微服務器系統(tǒng)，包括：微處理器、系統(tǒng)總線、內存、可重構加速部件以及輸入輸出外設；其中，微處理器、內存和輸入輸出外設連接至系統(tǒng)總線，從而微處理器通過系統(tǒng)總線與內存和輸入輸出外設進行數(shù)據(jù)交換；而且，可重構加速部件連接至微處理器和/或系統(tǒng)總線，從而與微處理器和/或連接在系統(tǒng)總線上的內存和輸入輸出外設進行數(shù)據(jù)交換。

優(yōu)選地，可重構加速部件采用可編程邏輯器件實現(xiàn)。

優(yōu)選地，可重構加速部件采用FPGA實現(xiàn)。

優(yōu)選地，可重構加速部件包括可重構運算加速模塊用于通過定制專用的硬件加速計算結構，協(xié)助或取代微處理器完成相應的運算處理功能；

此外，可重構加速部件可以連接獨立的內存、輸入輸出外設和其它擴展接口。優(yōu)選地，可重構加速部件進一步直接連接至內存，并且可重構加速部件包括可重構內存擴展增強模塊，用于系統(tǒng)內存容量和帶寬的擴展，將連接在可重構加速部件的內存通過接口轉換映射到系統(tǒng)總線上，以擴展系統(tǒng)的總內存容量和聚合帶寬。

優(yōu)選地，可重構運算加速模塊是通過硬件重構所實現(xiàn)的硬件邏輯模塊。

優(yōu)選地，可重構加速部件進一步直接連接至輸入輸出外設。

優(yōu)選地，可重構加速部件進一步直接連接至用于系統(tǒng)功能擴展的擴展接口。

優(yōu)選地，可重構微服務器系統(tǒng)包括多個可重構加速部件，并且多個可重構加速部件通過擴展接口實現(xiàn)互連與協(xié)同；并且擴展接口還用于多個微服務器之間的互連與協(xié)同。

優(yōu)選地，可重構加速部件包括：可重構內存擴展增強模塊，用于系統(tǒng)內存容量和帶寬的擴展，將連接在可重構加速部件的內存通過接口轉換映射到系統(tǒng)總線上，以擴展系統(tǒng)的總內存容量和聚合帶寬；并且可重構內存擴展增強模塊用于增強內存訪問能力，根據(jù)內存訪問模式進行重構，實現(xiàn)相應的優(yōu)化策略或加速功能，為微處理器或可重構運算加速模塊提供內存訪問接口。

優(yōu)選地，可重構加速部件包括：可重構I/O擴展增強模塊，用于實現(xiàn)系統(tǒng)I/O的擴展與增強，其中可重構I/O擴展增強模塊對同一個物理接口實現(xiàn)多種I/O接口控制器，以支持多種I/O接口協(xié)議和設備，并且，可重構I/O擴展增強模塊對系統(tǒng)I/O資源進行整合，而且，可重構I/O擴展增強模塊還直接對I/O數(shù)據(jù)進行運算和處理，以實現(xiàn)離線處理、數(shù)據(jù)預處理器的功能。

本發(fā)明提出的可重構微服務器系統(tǒng)結構，將低功耗微處理器與可重構加速部件緊密耦合來構建微服務器系統(tǒng)，通過可重構運算加速模塊、可重構內存擴展增強模塊、可重構I/O擴展增強模塊等多種功能模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)計算能力、內存能力、I/O能力等多方面擴展與增強，在保持低功耗的特點的同時，提高了微服務器的處理能力和效率，形成了一種全新的服務器形態(tài)。

附圖說明

結合附圖，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：