本實用新型實施例涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種異構(gòu)計算系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

異構(gòu)計算系統(tǒng)是指將使用不同類型的指令集和體系架構(gòu)的計算單元組成計算系統(tǒng)的計算方式。常見的異構(gòu)系統(tǒng)包括中央處理器(Central Processing Unit，CPU)類計算設(shè)備、圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)類計算設(shè)備和現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)計算設(shè)備。

然而，異構(gòu)計算系統(tǒng)中包括的各類計算設(shè)備通常屬于集中式運(yùn)算集群，當(dāng)數(shù)據(jù)處理任務(wù)較多且集中式運(yùn)算集群中的計算設(shè)備都處于忙碌狀態(tài)時，新的數(shù)據(jù)處理任務(wù)需要等待集中式運(yùn)算集群中的計算設(shè)備空閑時才能夠被處理，導(dǎo)致異構(gòu)計算系統(tǒng)的運(yùn)算效率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型實施例提供了一種異構(gòu)計算系統(tǒng)。該技術(shù)方案如下：

第一方面，提供了一種異構(gòu)計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括管理服務(wù)器、HUB、集中式運(yùn)算集群和分布式運(yùn)算集群；

所述分布式運(yùn)算集群包括若干個普通計算機(jī)，所述集中式運(yùn)算集群包括若干個服務(wù)器；

所述分布式運(yùn)算集群包括n種計算卡，每個所述普通計算機(jī)包括至少一種計算卡，n為大于等于2的整數(shù)；

所述集中式運(yùn)算集群中包括n種計算卡，每個所述服務(wù)器包括至少一種計算卡，n為大于等于2的整數(shù)；

所述管理服務(wù)器通過所述HUB與所述分布式運(yùn)算集群中的各個所述普通計算機(jī)建立間歇性通信連接；

所述管理服務(wù)器通過所述HUB與所述集中式運(yùn)算集群中的各個所述服務(wù)器建立持續(xù)性通信連接。

可選的，所述管理服務(wù)器包括網(wǎng)絡(luò)接口，每個所述普通計算機(jī)包括網(wǎng)絡(luò)接口，每個所述服務(wù)器包括網(wǎng)絡(luò)接口；

所述管理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口通過所述HUB與各個所述普通計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口連接；

所述管理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口通過所述HUB與各個所述服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口連接。

可選的，所述至少一種計算卡包括中央處理器CPU類計算卡、圖像處理器GPU類計算卡、可編程門陣列FPGA類計算卡和數(shù)字信號處理DSP類計算卡中的至少一種。

本實用新型實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

包括管理服務(wù)器、HUB、分布式運(yùn)算集群和集中式運(yùn)算集群，管理服務(wù)器通過HUB與分布式運(yùn)算集群中的各個普通計算機(jī)建立間歇性通信連接，管理服務(wù)器通過HUB與集中式運(yùn)算集群中的各個服務(wù)器建立持續(xù)性連接，解決了當(dāng)集中式運(yùn)算集群中的服務(wù)器都處于忙碌狀態(tài)，新的數(shù)據(jù)處理任務(wù)需要等待才能被執(zhí)行時異構(gòu)計算系統(tǒng)計算效率低的問題；達(dá)到了無需增加集中式運(yùn)算集群中的服務(wù)器的數(shù)量，整合了分布式運(yùn)算資源，提高異構(gòu)計算系統(tǒng)的運(yùn)算效率和計算能力，降低異構(gòu)計算系統(tǒng)的運(yùn)維成本的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的一種異構(gòu)計算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的一種管理服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)一示例性實施例示出的一種集中式運(yùn)算集群中包括的服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)一示例性實施例示出的一種分布式運(yùn)算集群中包括的普通計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)一示例性實施例示出的一種計算卡的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的一種異構(gòu)計算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該異構(gòu)計算系統(tǒng)至少包括管理服務(wù)器100、集中式運(yùn)算集群200、分布式運(yùn)算集群300和HUB400。

集中式運(yùn)算集群200中包括若干個服務(wù)器，集中式運(yùn)算集群200至少包括n種計算卡，每個服務(wù)器包括至少一種計算卡，n為大于等于2的整數(shù)。

分布式運(yùn)算集群300中包括若干個普通計算機(jī)，分布式運(yùn)算集群200至少包括n種計算卡，每個普通計算機(jī)包括至少一種計算卡，n為大于等于2的整數(shù)。

需要說明的是，集中式運(yùn)算集群中服務(wù)器的數(shù)量和分布式運(yùn)算集群中普通計算機(jī)的數(shù)量根據(jù)實際需求確定?？蛇x的，集中式運(yùn)算集群中服務(wù)器的數(shù)量為5個，分布式運(yùn)算集群中普通計算機(jī)的數(shù)量為5個。

管理服務(wù)器100通過HUB400與分布式運(yùn)算集群300中的各個普通計算機(jī)建立間歇性通信連接。

管理服務(wù)器100與普通計算機(jī)建立間歇性通信連接，是指當(dāng)管理服務(wù)器100需要調(diào)用普通計算機(jī)時，將普通計算機(jī)與管理服務(wù)器100連接，管理服務(wù)器100與普通計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)管理服務(wù)器100不需要調(diào)用普通計算機(jī)時，將與管理服務(wù)器100連接的普通計算機(jī)斷開，管理服務(wù)器100與普通計算機(jī)之間不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

管理服務(wù)器100與集中式運(yùn)算集群200中的各個服務(wù)器建立持續(xù)性通信連接。

管理服務(wù)器100與服務(wù)器建立持續(xù)性通信連接，是指管理服務(wù)器100在需要調(diào)用服務(wù)器或不需要調(diào)用服務(wù)器時都100與服務(wù)器連接，管理服務(wù)器100可在任意時間與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

綜上所述，本實用新型實施例提供的異構(gòu)計算系統(tǒng)，包括管理服務(wù)器、HUB、分布式運(yùn)算集群和集中式運(yùn)算集群，管理服務(wù)器通過HUB與分布式運(yùn)算集群中的各個普通計算機(jī)建立間歇性通信連接，管理服務(wù)器通過HUB與集中式運(yùn)算集群中的各個服務(wù)器建立持續(xù)性連接，解決了當(dāng)集中式運(yùn)算集群中的服務(wù)器都處于忙碌狀態(tài)，新的數(shù)據(jù)處理任務(wù)需要等待才能被執(zhí)行時異構(gòu)計算系統(tǒng)計算效率低的問題；達(dá)到了無需增加集中式運(yùn)算集群中的服務(wù)器的數(shù)量，整合了分布式運(yùn)算資源，提高異構(gòu)計算系統(tǒng)的運(yùn)算效率和計算能力，降低異構(gòu)計算系統(tǒng)的運(yùn)維成本的效果。

可選的，計算卡包括CPU(Central Processing Unit，中央處理器)計算卡、GPU(Graphics Processing Unit，圖像處理器)計算卡、FPGA(Field－Programmable Gate Array，可編程門陣列)計算卡和DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)計算卡中的至少兩種。

可選的，計算卡還包括嵌入式CPU、嵌入式GPU、CPLD((Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)和ASCI chip中的至少一種。

圖2示出了本實用新型一個示例性實施例提供的管理服務(wù)器100的結(jié)構(gòu)示意圖。該管理服務(wù)器100包括處理器110、電源120、存儲器130、網(wǎng)絡(luò)接口140和總線150。

處理器110包括一個或者一個以上處理核心，處理器110通過運(yùn)行軟件程序及模塊，執(zhí)行各種功能應(yīng)用預(yù)計數(shù)據(jù)處理。

網(wǎng)絡(luò)接口140可以為多個，其中一部分網(wǎng)絡(luò)接口140用于管理服務(wù)器與HUB連接，與集中式運(yùn)算集群中的服務(wù)器和/或分布式運(yùn)算集群中的普通計算機(jī)進(jìn)行通信。

網(wǎng)絡(luò)接口140和存儲器130分別通過總線150與處理器110連接。

電源120通過總線150分半與處理器110、存儲器130、網(wǎng)絡(luò)接口140連接。

存儲器130用于存儲軟件以及模塊。存儲器130可存儲操作系統(tǒng)、至少一個功能所需的應(yīng)用程序模塊。操作系統(tǒng)可以是RTX(Real Time Xecutive，實時操作系統(tǒng))、LINUX、UNIX、WINDOWS或OS X之類的操作系統(tǒng)。

此外，存儲器130可以由任何類型的易失性或非易失性存儲設(shè)備或者它們的組合實現(xiàn)，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)，可編程只讀存儲器(PROM)，只讀存儲器(ROM)，磁存儲器，快閃存儲器，磁盤或光盤。相應(yīng)地。

可選的，管理服務(wù)器100還包括高速緩存器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖2中所示出的管理服務(wù)器100結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對管理服務(wù)器100的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。

圖1所示的集中式運(yùn)算集群中包括若干個服務(wù)器，圖3示出了本實用新型一個示例性實施例提供的如圖1所示的集中式運(yùn)算集群中包括的服務(wù)器210的結(jié)構(gòu)示意圖。

服務(wù)器210包括處理器211、電源212、存儲器213、網(wǎng)絡(luò)接口214、總線215和計算卡216。

可選的，計算卡為CPU類計算卡或GPU類計算卡或FPGA類計算卡或DSP類計算卡，或者，計算卡為CPU+GPU類計算卡，或計算卡為GPU+FPGA類計算卡。

處理器211包括一個或者一個以上處理核心，處理器211通過運(yùn)行軟件程序及模塊，執(zhí)行各種功能應(yīng)用預(yù)計數(shù)據(jù)處理。

網(wǎng)絡(luò)接口214可以為多個，其中一部分網(wǎng)絡(luò)接口214用于服務(wù)器210與HUB連接。

網(wǎng)絡(luò)接口214和存儲器213分別通過總線215與處理器211連接。

電源212通過總線215分半與處理器211、存儲器213、網(wǎng)絡(luò)接口214連接。

存儲器213用于存儲軟件以及模塊。存儲器213可存儲操作系統(tǒng)、至少一個功能所需的應(yīng)用程序模塊。操作系統(tǒng)可以是RTX、LINUX、UNIX、WINDOWS或OS X之類的操作系統(tǒng)。

此外，存儲器213可以由任何類型的易失性或非易失性存儲設(shè)備或者它們的組合實現(xiàn)，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)，可編程只讀存儲器(PROM)，只讀存儲器(ROM)，磁存儲器，快閃存儲器，磁盤或光盤。相應(yīng)地。

可選的，服務(wù)器210還包括高速緩存器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖2中所示出的服務(wù)器210結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對服務(wù)器210的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解，服務(wù)器220、服務(wù)器230等圖1所示的集中式運(yùn)算集群200中的服務(wù)器具有與圖2中所示出的服務(wù)器210相同或者相似的結(jié)構(gòu)。

管理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口通過HUB與各個服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口連接。

圖1所示的分布式運(yùn)算集群中包括若干個普通計算機(jī)，圖4示出了本實用新型一個示例性實施例提供的如圖1所示的分布式運(yùn)算集群中包括的普通計算機(jī)310的結(jié)構(gòu)示意圖。

普通計算機(jī)310包括處理器311、電源312、存儲器313、網(wǎng)絡(luò)接口314、總線315和計算卡316。

可選的，計算卡為CPU類計算卡或GPU類計算卡或FPGA類計算卡或DSP類計算卡，或者，計算卡為CPU+GPU類計算卡，或計算卡為GPU+FPGA類計算卡。

處理器311包括一個或者一個以上處理核心，處理器311通過運(yùn)行軟件程序及模塊，執(zhí)行各種功能應(yīng)用預(yù)計數(shù)據(jù)處理。

網(wǎng)絡(luò)接口314可以為多個，其中一部分網(wǎng)絡(luò)接口314用于普通計算機(jī)310與HUB連接。

網(wǎng)絡(luò)接口314和存儲器313分別通過總線315與處理器311連接。

電源312通過總線315分半與處理器311、存儲器313、網(wǎng)絡(luò)接口314連接。

存儲器313用于存儲軟件以及模塊。存儲器313可存儲操作系統(tǒng)、至少一個功能所需的應(yīng)用程序模塊。操作系統(tǒng)可以是RTX、LINUX、UNIX、WINDOWS或OS X之類的操作系統(tǒng)。

此外，存儲器313可以由任何類型的易失性或非易失性存儲設(shè)備或者它們的組合實現(xiàn)，如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)，可編程只讀存儲器(PROM)，只讀存儲器(ROM)，磁存儲器，快閃存儲器，磁盤或光盤。相應(yīng)地。

可選的，普通計算機(jī)310還包括高速緩存器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖4中所示出的普通計算機(jī)310結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對普通計算機(jī)310的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解，普通計算機(jī)320、普通計算機(jī)330等圖1所示的分布式運(yùn)算集群300中的普通計算機(jī)具有與圖4中所示出的普通計算機(jī)310相同或者相似的結(jié)構(gòu)。

管理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口通過HUB與各個普通計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口連接。

在如圖3所示的服務(wù)器或如圖4所示的普通計算機(jī)中包括的計算卡的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，計算卡包括供電系統(tǒng)510、散熱系統(tǒng)520、擬態(tài)管理系統(tǒng)530、存儲管理系統(tǒng)540、外接口通信系統(tǒng)550、擬態(tài)計算系統(tǒng)560。

擬態(tài)管理系統(tǒng)550與擬態(tài)計算系統(tǒng)560連接，擬態(tài)管理系統(tǒng)550與存儲管理系統(tǒng)540連接，外接口通信系統(tǒng)550與擬態(tài)計算系統(tǒng)560連接。

外接口通信系統(tǒng)550用于將外接口及時序轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的局部總線接口及統(tǒng)一的時序。

擬態(tài)計算系統(tǒng)560用于將需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的算法轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)果，并進(jìn)行處理。

擬態(tài)管理系統(tǒng)530有多片功能完全相同的計算節(jié)點。

存儲管理系統(tǒng)540采用多片計算資源及高性能存儲器，每片計算節(jié)點連接多片功能完全相同的存儲芯片，存儲芯片中可存儲大量數(shù)據(jù)。

供電系統(tǒng)510用于對計算卡上的所有系統(tǒng)進(jìn)行供電。

散熱系統(tǒng)520用于對計算卡上的所有系統(tǒng)進(jìn)行散熱，減少熱量，防止計算卡過熱導(dǎo)致計算卡的功能出現(xiàn)異常。

可選的，外接口通信系統(tǒng)550連接服務(wù)器或者普通計算機(jī)的PCl-e插槽、RJ45網(wǎng)口、PCI插槽、ATCA、RS232或RS485等串口總線。

本實用新型實施例提供的異構(gòu)計算系統(tǒng)的工作原理如下：

管理服務(wù)器接收用戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)處理任務(wù)；管理服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)處理任務(wù)對應(yīng)的處理算法；管理服務(wù)器解析獲取到的處理算法包括的處理算核，一個處理算法至少包括兩個處理算核；針對解析出的每個處理算核，管理服務(wù)器根據(jù)功效比和能效比確定出處理算核對應(yīng)的處理設(shè)備，處理設(shè)備是集中式運(yùn)算集群中的至少一個服務(wù)器和/或分布式運(yùn)算集群中的至少一個普通計算機(jī)；管理服務(wù)器根據(jù)處理算核將數(shù)據(jù)處理任務(wù)劃分為多個計算任務(wù)；管理服務(wù)器將各個計算任務(wù)下發(fā)至確定出的處理設(shè)備；處理設(shè)備接收計算任務(wù)，并根據(jù)計算任務(wù)進(jìn)行計算得到計算結(jié)果；各個處理設(shè)備將計算結(jié)果發(fā)送至管理服務(wù)器；管理服務(wù)器組合計算結(jié)果，得到最后數(shù)據(jù)處理任務(wù)對應(yīng)的計算結(jié)果。管理服務(wù)器將計算結(jié)果反饋給用戶端。

上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。