基于基于ATCA架构的龙芯服务器刀片设计架构的龙芯服务器刀片设计
设计了一种基于先进电信计算架构的龙芯服务器刀片并实际应用于一嵌入式计算平台。介绍了系统总体结构并
重点论述了服务器刀片设计的系统方案、高可靠设计等关键技术。实际测试表明,设计的服务器刀片能满足可
靠性测试要求,在测试中表现出良好的性能,满足主流嵌入式计算任务需求。
摘摘 要:要: 设计了一种基于
关键词:关键词: 先进电信计算架构;龙芯;
0 引言引言
随着多核计算技术、向量计算技术、GPU计算技术的发展应用,在单位空间可集成更高的计算能力。因而,传统嵌入式
计算架构的嵌入式计算机系统结合高性能计算技术,能较大地提高系统性能并扩展应用范围。
先进电信计算架构[1](Advanced Telecom Computing Architecture,ATCA)是针对CPCI、VME等传统嵌入式[2-3]计算
架构在扩展能力、可靠性以及兼容性等方面存在的问题,由PICMG组织制定的最新一代嵌入式计算架构标准。
计算规模在万亿次的低端个人高性能计算机[4](Personal High Performance Computer,PHPC)的主要目标是逐渐把万
亿次高性能计算带到“个人”和“桌面”,实现高性能计算的普及化。KD系列PHPC[5]在研制过程中逐步解决了PHPC小型化问
题,实现了“三低一高”。最终实现的KD-90系统[6]是一款微波炉大小的、可移动的个人高性能计算机。
本文应用KD系列PHPC的研究成果,结合ATCA嵌入式计算架构,采用龙芯3号处理器[7-8],设计了一款符合ATCA技术
规范的嵌入式计算平台。对系统核心部件龙芯服务器刀片设计的关键技术进行了重点阐述,并对刀片的性能进行了测试。测试
结果表明,所设计的服务器刀片性能良好。
1 系统设计系统设计
1.1 嵌入式计算平台简介嵌入式计算平台简介
本嵌入式计算平台机械结构遵循ATCA规范进行了定制设计,考虑电源供电在背板的均衡以及模块散热的需求,将3
个“1+1+1”冗余的电源模块单元设置在整个机箱的右侧;机箱中部5U高度的空间主要设置8片龙芯服务器计算刀片(服务单元
#1→#8)、2个交换和管理单元以及2个KVM单元。
系统的核心部分为8片龙芯服务器刀片,采用龙芯3号处理器进行设计。
1.2 龙芯龙芯ATCA服务器刀片设计方案服务器刀片设计方案
服务器刀片设计采用了基于双路龙芯3A处理器CC-NUMA(非一致性存储通道)架构的服务器方案,搭配AMD的
RS780E+SB710套片组。通过Intel82576设计输出4路千兆网络信号,通过背板采用Serdes信号传输模式实现与交换模块的互
联;输出的8路USB、2路VGA和4路千兆以太网信号通过ATCA Zone2连接器与背板连接,其设计框图如图1所示。
服务器刀片主要特点:
(1)系统采用800 MHz、16 bit的HT[7](Hyper Transport Link)总线与I/O桥片互联,系统总带宽达25.6 Gb/s;
(2)系统总线数据传输支持采用CRC数据校验机制,具备传输失效后自动重试功能;
(3)独立的IPMC监控电路可以通过网络远程监控设备工作状态并进行控制;
(4)服务器刀片通过PCIe总线连接高性能以太网驱动器Intel82576网卡。
2 高可靠设计技术高可靠设计技术
2.1 系统级冗余技术系统级冗余技术
结合ATCA架构支持的冗余技术,系统进一步采用了全面的冗余体系来支持服务器刀片的高可靠运行。如图1所示,交换
刀片、KVM刀片、电源模块、风扇、机箱管理等都采用了冗余设计,采用1+1冗余模式确保无单点故障。
同时,龙芯服务器刀片设计提供4路千兆以太网通道,分成两组,分别连至两个交换刀片,形成2+2的冗余模式,如图2所
示。
评论0