[發明專利]基于PCIe和CPCIe總線的GPU模塊

在審

• 申請號: 202010719355.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111858434A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 劉岑煒
• 申請（專利權）人: 極弦科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F1/20;G06F1/26
• 代理公司: 重慶卓茂專利代理事務所(普通合伙) 50262
• 代理人: 許沖

本發明公開了基于PXIe和CPCIe總線的GPU模塊，該模塊由PXIe/CPCIe載板、MXM GPU子板和散熱器構成，所述PXIe/CPCIe載板的表面側邊設置有PXIe/CPCIe總線接口和MXM總線接口；所述MXM GPU子板的表面側邊設置有MXM子板接口；所述PXIe/CPCIe載板主要實現PXIe/CPCIe總線接口、MXM子板接口的供電，以及為散熱器提供結構支撐的功能，所述MXM子板接口采用MXM總線實現，且所述MXM子板接口的接口型號為MXM?I、MXM?II、MXM?III或MXM?HE中的任意一種；本發明的技術也解決了高功耗的GPU模塊在PXIe或CPCIe系統中遇到的供電和散熱的問題，另外，通過對該GPU協處理器進行模塊化的設計，最大程度上利用了商用貨架技術和產品，同時解決了GPU模塊的可靠性和可升級性的矛盾；利用了PXIe、CPCIe和MXM總線均為PCIe總線的擴展或延伸的特點。

技術領域

本發明屬于電子信息技術領域，具體涉及基于PXIe和CPCIe總線的GPU模塊。

背景技術

CPCI，中文又稱緊湊型PCI，是國際工業計算機制造者聯合會于1994提出來的一種總線接口標準，在電氣特性上，CPCI總線以PCI電氣規范為基礎，解決了VME等總線技術與PCI總線不兼容的問題，使得基于PC的x86架構、硬盤存儲等技術能在工業領域使用；PXI是一種由PXI聯盟發布的專為工業數據采集與自動化應用度身定制的模塊化儀器平臺。PXI是CompactPCI規范的擴展，結合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI(緊湊PCI)的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性，并增加了測量與自動化系統專用的定時與觸發特性。PXI在CompactPCI的機械規范上強制增加了環境性能測試與主動冷卻裝置，以簡化系統集成并確保不同廠商產品之間的互用性。PXI廣泛應用于制造測試、航空、軌道交通、機器監控、汽車生產及工業測試等領域中。

PXI Express(PXIe)和CPCI Express(CPCIe)分別是對PXI和CPCI總線標準的升級和擴展，增加了對速度更快的PCIe總線的支持，使得大量的高速信號采集、發生、傳輸和分析的應用得以在PXIe和CPCIe總線上實現。PXI-5PXI Express Hardware Specification規范中，定義了PXIe外圍插槽接口的特性——每個外圍插槽都與系統插槽通過一條x8，x4或x1的PCIe總線進行連接，目前支持最高為Gen-3x8的PCIe總線，提供最大達8GB/s的單向理論帶寬。PXIe外圍插槽也能夠兼容3U的CPCIe Type-2外圍模塊。

當前市場上的PXIe和CPCIe總線產品有很多具備高速信號采集、發生、處理(定點數)和存儲功能的產品模塊，廣泛應用在各種科研、生產和教學領域。不過，PXIe和CPCIe總線平臺上的處理器架構僅有x86處理器和FPGA兩種，能夠滿足高性能的邏輯計算和定點數運算，但這兩個總線平臺在大規模并行浮點運算能力這個方面卻是空白的，這也限制了PXIe和CPCIe總線平臺的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供基于PXIe和CPCIe總線的GPU模塊，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：基于PXIe和CPCIe總線的GPU模塊，該模塊由PXIe/CPCIe載板、MXM GPU子板和散熱器構成，所述PXIe/CPCIe載板的表面側邊設置有PXIe/CPCIe總線接口和MXM總線接口；所述MXM GPU子板的表面側邊設置有MXM子板接口；所述PXIe/CPCIe載板主要實現PXIe/CPCIe總線接口、MXM子板接口的供電，以及為散熱器提供結構支撐的功能。

優選的，所述MXM子板接口采用MXM總線實現，且所述MXM子板接口的接口型號為MXM3.0 Type A或Type B，其中MXM總線是由nVIDIA主導的圖形模塊規范，是基于PCIe總線的擴展規范，主要用于為筆記本電腦提供獨立GPU的擴展支持。