一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，提出了一種具備靈活擴(kuò)展、高數(shù)據(jù)帶寬傳輸功能的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，該模塊包含若干存儲互聯(lián)模塊，每個存儲互聯(lián)模塊之間互連，通過該融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊連接系統(tǒng)內(nèi)存和傳統(tǒng)處理單元，實現(xiàn)傳統(tǒng)處理單元和系統(tǒng)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息交互。通過該內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)能夠?qū)⒍鄠€并行的處理器通過多個平面實現(xiàn)物理上系統(tǒng)內(nèi)存資源的共享及資源的分配，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)基于單處理器的多級內(nèi)存級聯(lián)擴(kuò)展。
【專利說明】一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機(jī)技術(shù)，具體地說是一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前通用的內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)中均是采用基于單處理器的擴(kuò)展，并且這種是面向單處理器與單內(nèi)存控制的應(yīng)用，這種模式在實際的系統(tǒng)應(yīng)用中都存在擴(kuò)展性能差、數(shù)據(jù)傳輸帶寬低的不足。
[0003]隨著高速數(shù)據(jù)傳輸和高密度集成電路技術(shù)的發(fā)展，對支持高數(shù)據(jù)傳輸帶寬、多鏈路內(nèi)存擴(kuò)展技術(shù)進(jìn)行研宄，解決目前基于單處理器擴(kuò)展的內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)所出現(xiàn)的缺陷，具有重大意義，迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下:提出了一種具備靈活擴(kuò)展、高數(shù)據(jù)帶寬傳輸功能的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，通過此模塊可以將多個并行的處理器通過多個平面實現(xiàn)物理上系統(tǒng)內(nèi)存資源的共享及資源的分配，同時也可以實現(xiàn)基于單處理器的多級內(nèi)存級聯(lián)擴(kuò)展。本發(fā)明所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊包含若干存儲互聯(lián)模塊，每個存儲互聯(lián)模塊之間互連，通過該融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊連接系統(tǒng)內(nèi)存和傳統(tǒng)處理單元，實現(xiàn)傳統(tǒng)處理單元和系統(tǒng)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息交互。
[0006]本發(fā)明中，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊中共包含4個存儲互聯(lián)模塊，4個存儲互聯(lián)模塊間可以實現(xiàn)互聯(lián)，每個存儲互聯(lián)模塊對外提供40GB/S的傳輸帶寬，用來連接傳統(tǒng)處理單元以及系統(tǒng)內(nèi)存，并能實現(xiàn)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊間的互聯(lián)。
[0007]本發(fā)明的一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:通過該面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)與傳統(tǒng)X86、ARM等主流處理器的融合兼容；可以實現(xiàn)基于單處理器的內(nèi)存級聯(lián)模式的串行擴(kuò)展，增加單處理器的內(nèi)存擴(kuò)展空間；能夠支持基于內(nèi)存擴(kuò)展模塊的多處理器全局內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)設(shè)計，最大可以支持組建4個處理器的全局共享內(nèi)存系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1為整個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的框圖；
附圖2為所述存儲互聯(lián)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
附圖3為融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊內(nèi)部互聯(lián)拓?fù)鋱D；
附圖4為融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊與處理器連接原理框圖；
附圖5為基于單處理器系統(tǒng)的融合內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)拓?fù)鋱D；
附圖6為基于多處理器全局共享式內(nèi)存的系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱D。

【具體實施方式】
[0009]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參考附圖，對本發(fā)明所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]本發(fā)明所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，提出了一種具備靈活擴(kuò)展、高數(shù)據(jù)帶寬傳輸功能的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，通過此模塊可以將多個并行的處理器通過多個平面實現(xiàn)物理上系統(tǒng)內(nèi)存資源的共享及資源的分配，同時也可以實現(xiàn)基于單處理器的多級內(nèi)存級聯(lián)擴(kuò)展。本發(fā)明所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊包含若干存儲互聯(lián)模塊，每個存儲互聯(lián)模塊之間互連，通過該融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊連接系統(tǒng)內(nèi)存和傳統(tǒng)處理單元，實現(xiàn)傳統(tǒng)處理單元和系統(tǒng)內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息交互。
[0011]實施例1:
本實施例所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，如附圖1所示，整個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊中共包含4個存儲互聯(lián)模塊，4個存儲互聯(lián)模塊間可以實現(xiàn)互聯(lián)，每個存儲互聯(lián)模塊對外提供40GB/S的傳輸帶寬，用來連接傳統(tǒng)處理單元以及系統(tǒng)內(nèi)存，并能實現(xiàn)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊間的互聯(lián)。
[0012]本實施例所述面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)中，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的每個存儲互聯(lián)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如附圖2所示，所述存儲互聯(lián)模塊由連接傳輸模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、存控模塊和存儲連接模塊組成；其中存儲連接模塊與DRAM (Dynamic Random AccessMemory，動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，系統(tǒng)內(nèi)存)連接通信；連接傳輸模塊主要負(fù)責(zé)連接傳統(tǒng)處理單元和實現(xiàn)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊間的互聯(lián)，且每個存儲互聯(lián)模塊支持四個數(shù)據(jù)傳輸通道，即所述連接傳輸模塊包括四個數(shù)據(jù)傳輸通道，每個數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸帶寬可達(dá)lOGB/s ;數(shù)據(jù)交換模塊用來連接存控模塊和連接傳輸模塊，負(fù)責(zé)兩部分之間數(shù)據(jù)的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)；每個存儲互聯(lián)模塊中共設(shè)計4個存控模塊，存控模塊用來負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)交換模塊的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)分配給對應(yīng)的存儲連接模塊，將具體的數(shù)據(jù)存儲到DRAM中，同時也會根據(jù)需求通過存控模塊將需要的數(shù)據(jù)從DRAM中取出。
[0013]附圖3為所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊內(nèi)部互聯(lián)拓?fù)鋱D，如附圖3所示，整個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊中共包含4個存儲互聯(lián)模塊，4個存儲互聯(lián)模塊通過數(shù)據(jù)交換模塊實現(xiàn)互聯(lián)，每個數(shù)據(jù)交換模塊中有3組數(shù)據(jù)通道，其中2組數(shù)據(jù)通道用于連接相鄰存儲互聯(lián)模塊中的數(shù)據(jù)交換模塊，另外1組數(shù)據(jù)通道連接相隔存儲互聯(lián)模塊中的數(shù)據(jù)交換模塊。
[0014]附圖4為融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊與處理器連接原理框圖，如附圖4所示，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊設(shè)置了四個連接傳輸模塊，每個連接傳輸模塊都有Rx和Tx兩組傳輸通道，每組傳輸通道又由16個傳輸鏈路組成，每個傳輸鏈路的速率支持lOGb/s，整個連接傳輸模塊的帶寬達(dá)到320Gb/s。其中Rx代表接收數(shù)據(jù)通道，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收，Tx代表發(fā)送數(shù)據(jù)通道，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送。融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的連接傳輸模塊的Rx傳輸通道與傳統(tǒng)處理單元中的Tx傳輸通道連接，同樣融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的連接傳輸模塊的Tx傳輸通道與傳統(tǒng)處理單元中的Rx傳輸通道連接，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)通訊。
[0015]附圖5為基于單處理器系統(tǒng)的融合內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)拓?fù)?，在處于級?lián)擴(kuò)展模式時，融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)中提供4個用于擴(kuò)展互聯(lián)的連接傳輸模塊，每個連接傳輸模塊提供40GB/S的傳輸帶寬，其中在第一級的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)中，2個連接傳輸模塊用來連接傳統(tǒng)的處理單元(處理器)，另外的2個連接傳輸模塊用來連接第二級融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊上的連接傳輸模塊；在第二級的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊上，2個連接傳輸模塊連接第一級中的連接傳輸模塊，剩余的2個連接傳輸模塊連接第三級的連接傳輸模塊，直到最后一級(N級)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊通過連接傳輸模塊與前一級融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊互聯(lián)。通過上述的串行連接方式，可以實現(xiàn)基于單處理器的內(nèi)存空間擴(kuò)展。
[0016]附圖6為基于多處理器全局共享式內(nèi)存的系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)?，在多處理器互?lián)的模式中，需要搭配4個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，其中融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊1作為架構(gòu)中的核心互聯(lián)部件，融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊1的4個連接傳輸模塊，3個分別用于連接相鄰的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊(2/3/4)，用于模塊間內(nèi)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與傳輸，剩余的1個連接傳輸模塊與傳統(tǒng)處理單元1連接，而架構(gòu)拓?fù)渲械钠溆嗳诤蟽?nèi)存擴(kuò)展模塊則分別與對應(yīng)的傳統(tǒng)處理單元連接。這樣通過附圖6種的互聯(lián)拓?fù)?，可以組成一個基于4個傳統(tǒng)處理單元的全局共享式內(nèi)存系統(tǒng)體系架構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)中的內(nèi)存資源可以作為一個數(shù)據(jù)資源池，供4個處理單元使用。
[0017]通過本實施例所述內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，可以與目前傳統(tǒng)多種處理器間提供內(nèi)存儲存的支持，實現(xiàn)與傳統(tǒng)X86、ARM等主流處理器的融合兼容。同時該架構(gòu)具備強(qiáng)大擴(kuò)展功能，可以實現(xiàn)基于單處理器的內(nèi)存級聯(lián)模式的串行擴(kuò)展，增加單處理器的內(nèi)存擴(kuò)展空間。另外可以支持基于內(nèi)存擴(kuò)展模塊的多處理器全局內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)設(shè)計，最大可以支持組建4個處理器的全局共享內(nèi)存系統(tǒng)。
[0018]上述【具體實施方式】僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述【具體實施方式】，任何符合本發(fā)明的權(quán)利要求書的且所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，提出了一種具備靈活擴(kuò)展、高數(shù)據(jù)帶寬傳輸功能的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊包含若干存儲互聯(lián)模塊，每個存儲互聯(lián)模塊之間互連，通過該融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊連接系統(tǒng)內(nèi)存和傳統(tǒng)處理單元，使得傳統(tǒng)處理單元和系統(tǒng)內(nèi)存之間信息交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊包含4個存儲互聯(lián)模塊，4個存儲互聯(lián)模塊間互聯(lián)，每個存儲互聯(lián)模塊對外提供40GB/S的傳輸帶寬，用來連接傳統(tǒng)處理單元以及系統(tǒng)內(nèi)存，并能實現(xiàn)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊間的互聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，所述存儲互聯(lián)模塊由連接傳輸模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、存控模塊和存儲連接模塊組成；其中存儲連接模塊與系統(tǒng)內(nèi)存連接通信；連接傳輸模塊主要負(fù)責(zé)連接傳統(tǒng)處理單元和實現(xiàn)融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊間的互聯(lián)；數(shù)據(jù)交換模塊用來連接存控模塊和連接傳輸模塊，負(fù)責(zé)兩部分之間數(shù)據(jù)的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)；每個存儲互聯(lián)模塊中設(shè)置4個存控模塊，存控模塊用來負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)交換模塊的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)分配給對應(yīng)的存儲連接模塊，將具體的數(shù)據(jù)存儲到系統(tǒng)內(nèi)存中，同時也會根據(jù)需求通過存控模塊將需要的數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)存中取出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，每個存儲互聯(lián)模塊支持四個數(shù)據(jù)傳輸通道，即所述連接傳輸模塊包括四個數(shù)據(jù)傳輸通道，每個數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸帶寬可達(dá)lOGB/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，整個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊中的4個存儲互聯(lián)模塊，通過各個存儲互聯(lián)模塊的數(shù)據(jù)交換模塊實現(xiàn)互聯(lián)；每個數(shù)據(jù)交換模塊中有3組數(shù)據(jù)通道，其中2組數(shù)據(jù)通道用于連接相鄰存儲互聯(lián)模塊中的數(shù)據(jù)交換模塊，另外I組數(shù)據(jù)通道連接相隔存儲互聯(lián)模塊中的數(shù)據(jù)交換模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，所述融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的4個連接傳輸模塊，每個連接傳輸模塊都有Rx和Tx兩組傳輸通道，其中Rx代表接收數(shù)據(jù)通道，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收，Tx代表發(fā)送數(shù)據(jù)通道，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送；所述連接傳輸模塊的Rx傳輸通道與傳統(tǒng)處理單元中的Tx傳輸通道連接，同樣所述連接傳輸模塊的Tx傳輸通道與傳統(tǒng)處理單元中的Rx傳輸通道連接，進(jìn)行兩者之間的數(shù)據(jù)通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，基于單處理器系統(tǒng)的內(nèi)存擴(kuò)展架構(gòu)中，在處于級聯(lián)擴(kuò)展模式時，第一級的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊的4個連接傳輸模塊中，2個連接傳輸模塊用來連接傳統(tǒng)的處理單元，另外的2個連接傳輸模塊用來連接第二級融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊上的連接傳輸模塊；在第二級的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊上，2個連接傳輸模塊連接第一級中的連接傳輸模塊，剩余的2個連接傳輸模塊連接第三級的連接傳輸模塊，直到最后一級融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊通過連接傳輸模塊與前一級融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊互聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種面向融合架構(gòu)的內(nèi)存擴(kuò)展模塊架構(gòu)，其特征在于，在多處理器互聯(lián)的模式中，搭配4個融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊，其中融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊I作為架構(gòu)中的核心互聯(lián)部件，融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊I的4個連接傳輸模塊中，3個分別用于連接相鄰的融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊2、融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊3和融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊4，用于模塊間內(nèi)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與傳輸，剩余的I個連接傳輸模塊與傳統(tǒng)處理單元I連接，且融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊2、融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊3和融合內(nèi)存擴(kuò)展模塊4分別與對應(yīng)的傳統(tǒng)處理單元連接。
【文檔編號】G06F3/06GK104461398SQ201410819204
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】王磊 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司