一種外置擴(kuò)展gpu卡的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖形處理器（GPU）的擴(kuò)展技術(shù)，具體涉及一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)。該系統(tǒng)使服務(wù)器與GPU卡分離，GPU卡放在專用的GPU節(jié)點(diǎn)上。服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)通過專用的轉(zhuǎn)接卡和Cable實(shí)現(xiàn)互連。本發(fā)明的系統(tǒng)使GPU卡外置，解決了GPU卡空間、供電和散熱限制的問題；服務(wù)器主板上1個(gè)PCIE?x16槽通過PCIE?Switch擴(kuò)展2塊GPU卡，增加擴(kuò)展卡的數(shù)量；GPU節(jié)點(diǎn)通過機(jī)箱內(nèi)管理模塊實(shí)現(xiàn)智能管理和散熱。
【專利說明】一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖形處理器(GPU)的擴(kuò)展技術(shù)，具體涉及一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]隨著GPU技術(shù)的不斷發(fā)展，GPU的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，很多應(yīng)用軟件也在逐步向GPU靠攏。CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算已成為高性能計(jì)算的潮流。在最新的T0P500榜單中，大部分的機(jī)器都是借助于NVIDIA Tesla GPU加速來實(shí)現(xiàn)極高的計(jì)算能力。目前CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算已經(jīng)廣泛用于電影，設(shè)計(jì)，動(dòng)畫，建筑，機(jī)械，石油等高端圖形處理行業(yè)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算的實(shí)現(xiàn)是通過在服務(wù)器主板上擴(kuò)展GPU卡的形式來實(shí)現(xiàn)。GPU卡都是插在服務(wù)器主板的PCIE xl6插槽上。服務(wù)器擴(kuò)展GPU卡受到以下條件限制:
[0004](I)GPU卡本身結(jié)構(gòu)尺寸。GPU卡功耗比較高，其自身主動(dòng)或被動(dòng)散熱器尺寸較大，要擴(kuò)展多塊GPU卡，服務(wù)器內(nèi)部空間受到限制；
[0005](2)服務(wù)器主板上PCIE Xie槽數(shù)目有限，不可能擴(kuò)展足夠的GPU卡；
[0006](3)GPU卡功耗在200W到300W之間，在服務(wù)器內(nèi)不擴(kuò)展多塊GPU卡對(duì)服務(wù)器散熱和供電也是挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)，即服務(wù)器與GPU卡分離，GPU卡放在專用的GPU節(jié)點(diǎn)上。服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)通過專用的轉(zhuǎn)接卡和Cable實(shí)現(xiàn)互連。
[0008]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明提供一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)使服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)內(nèi)的GPU卡分離，所述系統(tǒng)包括服務(wù)器和GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱，所述服務(wù)器通過Cable與GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱的GPU節(jié)點(diǎn)連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱采用5U高的機(jī)箱，所述GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱包括7個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)和2個(gè)管理模塊；所述GPU節(jié)點(diǎn)通過機(jī)箱供電和散熱；
[0011]所述2個(gè)管理模塊用于管理機(jī)箱內(nèi)部的電源模塊和風(fēng)扇模塊，并讀取GPU卡狀態(tài)信息；所述2個(gè)管理模塊互為冗余；
[0012]所述電源模塊通過背板給GPU節(jié)點(diǎn)供電；所述GPU節(jié)點(diǎn)、電源模塊和風(fēng)扇模塊通過背板分別與管理模塊通信。
[0013]進(jìn)一步地，每個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)對(duì)外接口為PCIE16X接口，每個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)內(nèi)部通過PCIE總線交換芯片(PCIE Switch)將PCIE16x接口轉(zhuǎn)為2個(gè)PCIE16x下行接口，擴(kuò)展2塊GPU卡。
[0014]進(jìn)一步地，所述服務(wù)器和GPU節(jié)點(diǎn)通過轉(zhuǎn)接卡分別與PCIE xl6Cable實(shí)現(xiàn)互連；所述服務(wù)器根據(jù)自身PCIE16X插槽的數(shù)目擴(kuò)展GPU卡。
[0015]進(jìn)一步地，多臺(tái)服務(wù)器共用一個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱。[0016]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0017]1、擴(kuò)展的GPU卡不占用服務(wù)器內(nèi)部空間；GPU卡外置，解決了 GPU卡空間、供電和散熱限制；
[0018]2、服務(wù)器主板上一個(gè)PCIE xl6槽位可以擴(kuò)展2塊GPU卡，增加擴(kuò)展卡的數(shù)量；
[0019]3、GPU節(jié)點(diǎn)插在專用機(jī)箱內(nèi)，且通過機(jī)箱供電，而不用通過服務(wù)器供電；
[0020]4、GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱內(nèi)有專用管理模塊，其可以智能控制機(jī)箱內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，為GPU節(jié)點(diǎn)散熱，實(shí)現(xiàn)智能管理和散熱。
[0021 ] 5、I個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱內(nèi)可以插入7個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)，最多14塊GPU卡，多臺(tái)服務(wù)器可以共用一個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明提供的外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]本發(fā)明提供一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)使服務(wù)器與GPU卡分離，GPU卡放在專用的GPU節(jié)點(diǎn)上。服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)通過專用的轉(zhuǎn)接卡和Cable實(shí)現(xiàn)互連。該系統(tǒng)包括:
[0025]a)GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱:為5U高的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱放置GPU節(jié)點(diǎn)。每個(gè)機(jī)箱可以插入7個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)。GPU節(jié)點(diǎn)通過機(jī)箱供電和散熱；
[0026]機(jī)箱內(nèi)可以支持2個(gè)管理模塊，用來管理機(jī)箱內(nèi)部電源模塊、風(fēng)扇模塊、讀取GPU卡狀態(tài)信息；2個(gè)管理模塊互為冗余；
[0027]電源模塊通過背板給GPU節(jié)點(diǎn)供電。GPU節(jié)點(diǎn)、電源模塊、風(fēng)扇模塊也通過背板與
管理模塊通信。
[0028]其中:管理模塊包括主管理模塊和從管理模塊，其特征在于，所述主管理模塊和從管理模塊通過UART串口分別與CPLD芯片連接；
[0029]主管理模塊通過主管理模塊管理信號(hào)鏈路向電子開關(guān)傳輸信號(hào)，所述從管理模塊通過從管理模塊管理信號(hào)鏈路向電子開關(guān)傳輸信號(hào)；
[0030]主管理模塊向CPLD芯片傳輸主管理監(jiān)控信號(hào)，在主管理模塊正常時(shí)，主管理模塊監(jiān)控信號(hào)為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器清零，主管理模塊監(jiān)控信號(hào)為低電平時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；當(dāng)主管理模塊異常時(shí)，主管理模塊監(jiān)控信號(hào)一直為低電平，計(jì)數(shù)器一直計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過設(shè)定值時(shí)，CPLD芯片判斷監(jiān)控的主管理模塊異常，控制電子開關(guān)將管理信號(hào)鏈路切換到從管理模塊。
[0031]從管理模塊向CPLD芯片傳輸主管理監(jiān)控信號(hào)，在從管理模塊正常時(shí)，從管理模塊監(jiān)控信號(hào)為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器清零，從管理模塊監(jiān)控信號(hào)為低電平時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；當(dāng)從管理模塊異常時(shí)，從管理模塊監(jiān)控信號(hào)一直為低電平，計(jì)數(shù)器一直計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過設(shè)定值時(shí)，CPLD芯片判斷監(jiān)控的從管理模塊異常，控制電子開關(guān)將管理信號(hào)鏈路切換到主管理模塊；當(dāng)主管理模塊修復(fù)或更換恢復(fù)正常工作后，重新切換到主管理模塊。
[0032]b)GPU節(jié)點(diǎn):每個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)對(duì)外接口為PCIE16X接口，內(nèi)部通過PCIE Switch將PCIE16x接口轉(zhuǎn)為2個(gè)PCIE16x下行接口，擴(kuò)展2塊GPU卡；
[0033]c)服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)互連:
[0034]服務(wù)器和GPU節(jié)點(diǎn)通過專用的轉(zhuǎn)接卡分別與PCIE xl6Cable實(shí)現(xiàn)互連。服務(wù)器可以根據(jù)自身PCIE16X插槽的數(shù)目擴(kuò)展GPU卡。
[0035]本發(fā)明提供的系統(tǒng)使GPU卡外置，解決了 GPU卡空間、供電和散熱限制；服務(wù)器主板上I個(gè)PCIE xl6槽通過PCIE Switch擴(kuò)展2塊GPU卡；服務(wù)器主板與GPU節(jié)點(diǎn)通過專用轉(zhuǎn)接卡和Cable實(shí)現(xiàn)互連；GPU節(jié)點(diǎn)通過機(jī)箱內(nèi)管理模塊實(shí)現(xiàn)智能管理和散熱。
[0036]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種外置擴(kuò)展GPU卡的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)使服務(wù)器與GPU節(jié)點(diǎn)內(nèi)的GPU卡分離，所述系統(tǒng)包括服務(wù)器和GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱，所述服務(wù)器通過Cable與GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱的GPU節(jié)點(diǎn)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱采用5U高的機(jī)箱，所述GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱包括7個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)和2個(gè)管理模塊；所述GPU節(jié)點(diǎn)通過機(jī)箱供電和散熱； 所述2個(gè)管理模塊用于管理機(jī)箱內(nèi)部的電源模塊和風(fēng)扇模塊，并讀取GPU卡狀態(tài)信息；所述2個(gè)管理模塊互為冗余； 所述電源模塊通過背板給GPU節(jié)點(diǎn)供電；所述GPU節(jié)點(diǎn)、電源模塊和風(fēng)扇模塊通過背板分別與管理模塊通信。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)對(duì)外接口為PCIE16X接口，每個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)內(nèi)部通過PCIE總線交換芯片將PCIE16X接口轉(zhuǎn)為2個(gè)PCIE16x下行接口，擴(kuò)展2塊GPU卡。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器和GPU節(jié)點(diǎn)通過轉(zhuǎn)接卡分別與PCIE xl6Cable實(shí)現(xiàn)互連；所述服務(wù)器根據(jù)自身PCIE16x插槽的數(shù)目擴(kuò)展GPU卡。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，多臺(tái)服務(wù)器共用一個(gè)GPU節(jié)點(diǎn)機(jī)箱。
【文檔編號(hào)】G06F1/16GK103605404SQ201310593846
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王英, 許建衛(wèi), 邵宗有, 沙超群, 鄭臣明, 王衛(wèi)鋼, 王暉, 柳勝杰, 梁發(fā)清, 孫瑛琪, 袁海濱, 魏廷, 姚文浩, 張克功 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司