[發明專利]一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法

在審

• 申請號: 201810431792.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108628800A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 姜凱;于治樓;王子彤
• 申請（專利權）人: 濟南浪潮高新科技投資發展有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F9/48
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 孟峣

本發明公開了一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法，包括通用計算平面，用于完成包括聚類、調度或參數傳遞的計算任務，由參數服務器節點和智能計算節點組成，所述智能計算節點包括處理器、預處理器連接的內存、與處理器連接交換芯片、連接交換芯片的智能計算卡、PCIE橋片、BMC、硬盤、網卡；智能計算平面，用于完成包括并行及流水的計算任務，由若干智能計算節點組成，所有智能計算節點之間均采用SRIO互聯；該智能計算平面與通用計算平面之間通過PCIE接口互聯。本發明的一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法與現有技術相比，可靈活調度FPGA運算給CPU，使得系統資源利用率提升；可實現對CPU和FPGA的資源調度管理，同時可動態增加或減少服務器節點。

技術領域

本發明涉及人工智能計算領域，具體地說是一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法。

背景技術

FPGA（Field Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

當前技術中，采用CPU+FPGA的可重構架構的異構計算具有很多優勢，例如：較高的性能、較大的靈活性、較低的功耗特性、天生的容錯特性以及能夠大大縮減產品開發周期等。采用FPGA來替代GPU作為未來高性能計算的加速器，應該是現階段的FPGA異構智能計算發展的主旋律。基于此，現提出一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法，來實現動態配置FPGA及FPGA的串并模式。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種動態可重構的智能計算集群及其配置方法。

一種動態可重構的智能計算集群，包括，

通用計算平面，用于完成包括聚類、調度或參數傳遞的計算任務，由參數服務器節點和智能計算節點組成，所述智能計算節點包括處理器、預處理器連接的內存、與處理器連接交換芯片、連接交換芯片的智能計算卡、PCIE橋片、BMC、硬盤、網卡，在該通用計算平面上，所有參數服務器節點之間、所有智能計算節點之間及參數服務器節點和智能計算節點之間均通過網絡互聯；

智能計算平面，用于完成包括并行及流水的計算任務，由若干智能計算節點組成，所有智能計算節點之間均采用SRIO互聯；該智能計算平面與通用計算平面之間通過PCIE接口互聯。

所述智能計算平面上，智能計算節點之間通過SRIO互聯通路是指，首先在智能計算節點上配置SRIO總線連接智能計算卡及QSFP接口，然后通過QSFP接口連接至SRIO交換機，從而實現所有智能計算節點的互聯。

在智能計算節點中，其BMC通過SGMII信號接入管理網口，然后將該管理網口接入千兆交換機后實現多個BMC之間的互聯。

所述智能計算節點之間通過以下方式實現擴展互聯：

首先所有智能計算節點配置成三個擴展平面，SRIO擴展平面、PCIE擴展平面和40G擴展平面，其中，SRIO擴展平面中，所有智能計算節點通過SRIO總線連接擴展；PCIE擴展平面中，所有智能計算節點通過PCIE接口實現連接擴展；40G擴展平面中，所有智能計算節點通過網線連接處理器的形式實現連接擴展。

當智能計算節點之間擴展互聯時，所有智能計算節點可采用串行、并行或串并結合的工作模式。

一種動態可重構的智能計算集群配置方法，基于上述集群，其配置過程為，

一、首先在集群中配置一軟件調度模塊、文件池，其中軟件調度模塊提供系統任務管理器，發出系統任務命令；文件池中存儲配置文件；

二、通過軟件調度模塊調用智能計算平面，開始計算任務調度；