[發明專利]一種面向云服務器應用的多I/O高密度多節點服務器系統設計方法

有效

• 申請號: 201510055010.X
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104580527B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 王輝
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發明涉及云服務器技術領域,具體地說是一種面向云服務器應用的多I/O高密度多節點服務器系統設計方法。

背景技術

為了便于描述，這里以刀片服務器系統的IB應用為例，具體說明這種多I/O高密度多節點服務器系統架構的設計方法。

刀片服務器是一種高密度、具有高集成度形態的服務器，廣泛應用于高性能計算能領域。進行大規模的并行計算，需要服務器節點與節點，以及服務器之間的互聯。InfiniBand是一種支持多并發鏈接的“轉換線纜”技術，解決了服務器端的連接問題，用于服務器與服務器，服務器和存儲設備以及服務器和網絡之間的通信。現在市場上的產品，IB應用主要基于FDR技術。EDR是下一代的infiniband技術。它相比于現在的FDR，整體傳輸速率由56Gb/s提升到100Gb/s，單個數據鏈路的傳輸速率由14Gb/s提升到25Gb/s，對應匹配的PCIE由PCIE3.0 X8提高到PCIE3.0 X16 。技術的提升對服務器系統提出了更高的要求，具備PCIE X16的環境是EDR技術的應用前提。同時，由于刀片服務器系統是計算節點高密度集成系統，設計還需要考慮如何實現多節點同時外接PCIE設備的集成架構問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種面向云服務器應用的多I/O高密度多節點服務器系統設計方法。

本發明的目的是按以下方式實現的，系統包括服務器計算節點、背板、高速連接器和I/O模塊，其特征在于，具體設計步驟如下：

1）中背板兩側設置有高速連接器，高速連接器通過數據線與服務器計算節點和I/O模塊相連，中背板上的高速連接器的數目為20組，上下各有10組高速連接器，分別對應于系統中的20個計算節點；

2）高速連接器布線為6X12結構，總共72組差分對，對于每個單獨的高速連接器，連線分為三組，在背板兩側高速連接器重疊的區域，節點上的信號走線通過高速連接器后直接與I/O模塊相連，稱為正交，在其他區域，節點上的信號走線到達高速連接器后，需要經由背板上的中轉走線后，才能到達I/O模塊，稱為非正交，與服務器節點相連的高速連接器部分劃分為三個區域：1/3是正交的，1/3用于 USB, 100M, 1G以太網和雜線，另外的1/3是非正交的，上下兩層正交和非正交層都分布著X4的IB信號和X8的PCIE信號；

3）中背板設置有多I/O高密度服務器架構系統，整個系統機箱具有8U空間，最多可支持20個計算節點，計算節點在機箱內分布在上下兩排排列，每排10個計算節點，中背板的一側連接計算節點，另外一側連接I/O模塊；

4）在每個計算節點處，由處理單元發出PCIE X16 信號，PCIE信號到達連接器，被分成兩路X8信號，分別經過高速連接器的正交區和非正交區，I/O模塊有兩個端口，一路PCIE X8信號正交直連到后面的一個I/O端口，另一路經由中背板非正交連到另外一個端口，通過正交與非正交兩個PCIE X8組合的方式，計算節點與I/O模塊PCIE X16的正交與非正交連接，實現了I/O模塊和服務器節點之間的相互獨立，同時支持X16的PCIE走線，滿足了新一代Infiniband的技術要求。

本發明的有益效果是：整機柜云服務器面向海量數據的存儲和處理，它以標準機柜為設計單位，可靈活支持計算、存儲等各類服務器節點。同時兼容標準機架式網絡交換機，統一對搭載服務器節點進行供電、散熱和管理。設計的最終目標是實現模塊化，根據具體業務需求配置資源。圖4為整機柜云服務器的架構圖。這種結構能夠實現集中供電、集中散熱、集中管理，具有更高的散熱效率和電源轉換效率。可以簡化機房部署，方便維護。同時采用整機柜交付，可以提高交付效率，滿足互聯網大規模的部署需求。這種多I/O高密度多節點的服務器架構系統在空間上把功能模塊從服務器節點上分離出來，可以提高空間利用率，符合整機柜云服務器的設計要求。

本發明體系架構創新之處在于通過巧妙的中背板布線設計，在原有X4的連接器層補充X8的信號，通過正交和非正交區組成X16信號，實現I/O功能模塊的高密度集成和完全獨立。

系統架構由計算節點、系統中背板、I/O模塊、電源組成。系統可最多可支持20個節點，每個計算節點都是一個獨立的計算單元。I/O模塊是一種可插拔的外設模塊，最多可支持5個。每個I/O模組內配有2塊I/O 板，每個I/O板上有2個PCIE插槽，可外插PCIE卡，I/O板通過高速連接器與系統中背板相連。本發明為云服務器體系結構的模塊化提供了一種高效可行的實現方法，必將廣泛地用于未來的云服務器架構設計中。