一种支持高密度NVMe存储的多路计算机系统架构的制作方法

本发明涉及本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种支持高密度nvme存储的多路计算机系统架构。

背景技术：

随着数据容量的增长及对数据存储速度的要求，现有技术的传统计算机系统在计算密度和能力、高速网络通讯带宽支持、多应用融合支持、高度、大容量数据存储等方面都无法应对当今及未来应用发展的需求。同时随着pcie技术发展的成熟，可以通过pcie互联技术来对计算机系统的计算、存储及通讯能力来进一步的扩展。

技术实现要素：

本发明的目的就是为解决现有技术存在的上述问题，提供一种一种支持高密度nvme存储的多路计算机系统架构；本发明在计算机系统中采用融合架构，，对网络、存储及计算加速应用的融合，支持100gb/s网络传输、32gb/s光纤存储及fpga异构加速的应用；实现了计算机系统的计算、存储及通讯能力来进一步的扩展，满足了计算机系统在计算密度和能力、高速网络通讯带宽支持、多应用融合支持、高度、大容量数据存储等方面的应用需求。

本发明解决技术问题的技术方案为：

一种支持高密度nvme存储的多路计算机系统架构，包括两个独立的负责核心数据的处理的计算模组、两个高速存储模块和两个电源模块，所述的计算模组主要负责核心数据的处理，所述计算模组与高速存储模块间主要通过pciex16的信号连接、实现对计算模组存储能力的扩展，电源模块给两个计算模组和两个高速存储模块提供供电；每个所述的高速存储模块提供八个m.2的存储单元，每个存储单元与计算模组通过pcie3.0x2的链路连接，提供16gb/s的数据带宽，可支持2tb的物理存储空间，整个高速存储模块可提供16tb容量的存储空间，整体最大带宽128gb/s。

每个所述的计算模组主要包括处理单元ⅰ和处理单元ⅱ、扩展模组ⅰ和扩展模组ⅱ、若干网络扩展模组、管理单元、pcie扩展单元，其中处理单元ⅰ和处理单元ⅱ包括两颗传统基于x86架构的intelxeon处理器，支持二十八个逻辑计算核心，处理单元ⅰ和处理单元ⅱ的内存控制器支持六个内存通道支持十八个dimm插槽，可支持576tb的存储空间、48组pcielane，两个处理器间通过upi总线连接，带宽可达9.6gt/s，实现两个处理单元ⅰ和处理单元ⅱ间的信息交互；其中处理单元ⅰ会引出1组pciex16的信号与扩展模组ⅰ连接，同时处理单元ⅱ会引出1组pciex16的信号与扩展模组ⅱ连接，从处理单元ⅰ的pe2端口会引出两组pciex8的信号分别与网络扩展模组ⅰ和网络扩展模组ⅱ进行连接，通过网络扩展模组ⅰ和网络扩展模组ⅱ可以支持ocpmezznic卡，实现对高速网络的支持，可以支持25gb/s、50gb/s和100gb/s的网络应用；从处理单元ⅱ引出2组pciex8的信号分别连接到pcie扩展模组，pcie模组与系统中的高速存储模块，每个高速存储模块提供八个m.2的存储单元，每个存储单元与计算模组通过pcie3.0x2的链路连接，提供16gb/s的数据带宽，可支持2tb的物理存储空间，整个高速存储模块可提供16tb容量的存储空间，整体最大带宽128gb/s。

所述扩展模组ⅰ和扩展模组ⅱ的数据带宽均可达到128gb/s，可以搭配传统基于pcie接口的40gb/s、100gb/s高度网络通讯卡，也可搭配8gb/s、16gb/s和32gb/s的光纤通讯卡与存储设备进行连接扩展系统的磁盘存储能力，还可搭配fpga类似的协处理加速卡扩展整个系统的信息处理能力。

所述管理单元主要负责整个计算单元运行状态的监控，包括关键器件电压、电流的时时数值、温度运行数据，其与集中控制单元间通过pcie、usb、i2c总线进行连接，同时通过一组i2c总线与系统中的管理模块进行连接，客户可以通过管理模块实现对系统中的4个计算模组进行统一的管理。

还包括集中控制单元，所述集中控制单元上行通过dmi总线和pciex16的链路与处理单元ⅱ连接，通过四组kr总线与网络扩展模组ⅲ进行连接，网络扩展模组ⅲ实现系统网络功能的增强，通过网络扩展模组ⅲ可以支持标准ocpmezzphy卡，灵活支持双口1gb/srj45、四口1gb/srj45、双口10gb/ssfp+、四口10gb/ssfp+及单口40gb/sqsfp网络扩展卡；同时集中控制单元通过sata和pciex4信号与m.2设备连接，m.2用来存放计算单元中短期处理的数据，提供4tb的物理存储空间。

两个独立的所述计算模组设于1u的空间前部设计，两个高速存储模块设于空间中部，风扇和电源模组设于空间后部。

本发明的有益效果：

1.本发明在计算机系统中采用融合架构，在同一架构中可以同时实现高密度数据计算和高速数据存储。在新的计算机系统架构中，在1u空间内设计两个独立的计算模组，同时每个计算模组实现对网络、存储及计算加速应用的融合，支持100gb/s网络传输、32gb/s光纤存储及fpga异构加速的应用；实现了计算机系统的计算、存储及通讯能力来进一步的扩展，满足了计算机系统在计算密度和能力、高速网络通讯带宽支持、多应用融合支持、高度、大容量数据存储等方面的应用需求。

2.通过在新的计算机系统架构中，设计2组高速存储模块，每个高速存储模块提供八个m.2的存储单元，每个存储单元与计算模组通过pcie3.0x2的链路连接，提供16gb/s的数据带宽，可支持2tb的物理存储空间，整个高速存储模块可提供16tb容量的存储空间，整体最大带宽128gb/s，实现对高密度、高带宽数据存储应用的支持。

3.新系统从冗余安全考虑设计两个电源模块，当任意模块出现故障时，另一个模块可以接替故障模块继续工作，保证整个系统的运行，电源模块给两个计算模组和两个高速存储模块提供供电、保证系统中各子模组的运行。

附图说明

图1为本发明的系统架构图；

图2为本发明的计算模组原理框图；

图3为本发明新型计算机系统结构框图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

如图1至3所示，一种支持高密度nvme存储的多路计算机系统架构，包括两个独立的负责核心数据的处理的计算模组、两个高速存储模块、两个电源模块、风扇，所述的计算模组主要负责核心数据的处理，所述计算模组与高速存储模块间主要通过pciex16的信号连接、实现对计算模组存储能力的扩展，电源模块给两个计算模组和两个高速存储模块提供供电；每个所述的高速存储模块提供八个m.2的存储单元，每个存储单元与计算模组通过pcie3.0x2的链路连接，提供16gb/s的数据带宽，可支持2tb的物理存储空间，整个高速存储模块可提供16tb容量的存储空间，整体最大带宽128gb/s。新系统从冗余安全考虑设计两个电源模块，当任意模块出现故障时，另一个模块可以接替故障模块继续工作，保证整个系统的运行，电源模块给两个计算模组和两个高速存储模块提供供电、保证系统中各子模组的运行。

每个所述的计算模组主要包括两个处理单元、两个扩展模组、若干网络扩展模组、一个管理单元、一个pcie扩展单元，其中处理单元包括两颗传统基于x86架构的intelxeon处理器，支持二十八个逻辑计算核心，处理单元的内存控制器支持六个内存通道支持十八个dimm插槽，可支持576tb的存储空间、48组pcielane，两个处理器间通过upi总线连接，带宽可达9.6gt/s，实现两个处理单元间的信息交互。所述处理单元包括处理单元ⅰ、处理单元ⅱ，其中一个处理单元ⅰ会引出1组pciex16的信号与扩展模组ⅰ连接，同时处理单元ⅱ会引出1组pciex16的信号与扩展模组ⅱ连接，扩展模组ⅰ和扩展模组ⅱ的数据带宽均可达到128gb/s，可以搭配传统基于pcie接口的40gb/s、100gb/s高度网络通讯卡，也可搭配8gb/s、16gb/s和32gb/s的光纤通讯卡与存储设备进行连接扩展系统的磁盘存储能力，还可搭配fpga类似的协处理加速卡扩展整个系统的信息处理能力。从处理单元ⅰ的pe2端口会引出两组pciex8的信号分别与网络扩展模组ⅰ和网络扩展模组ⅱ进行连接，通过网络扩展模组ⅰ和网络扩展模组ⅱ可以支持ocpmezznic卡，实现对高速网络的支持，可以支持25gb/s、50gb/s和100gb/s的网络应用。

从处理单元ⅱ引出2组pciex8的信号分别连接到pcie扩展模组，pcie模组与系统中的高速存储模块，每个高速存储模块提供八个m.2的存储单元，每个存储单元与计算模组通过pcie3.0x2的链路连接，提供16gb/s的数据带宽，可支持2tb的物理存储空间，整个高速存储模块可提供16tb容量的存储空间，整体最大带宽128gb/s。

所述管理单元主要负责整个计算单元运行状态的监控，包括关键器件电压、电流的时时数值、温度运行数据，其与集中控制单元间通过pcie、usb、i2c总线进行连接，同时通过一组i2c总线与系统中的管理模块进行连接，客户可以通过管理模块实现对系统中的4个计算模组进行统一的管理。

还包括集中控制单元，所述集中控制单元上行通过dmi总线和pciex16的链路与处理单元ⅱ连接，通过四组kr总线与网络扩展模组ⅲ进行连接，网络扩展模组ⅲ实现系统网络功能的增强，通过网络扩展模组ⅲ可以支持标准ocpmezzphy卡，可以灵活支持双口1gb/srj45、四口1gb/srj45、双口10gb/ssfp+、四口10gb/ssfp+及单口40gb/sqsfp网络扩展卡。同时集中控制单元通过sata和pciex4信号与m.2设备连接，m.2用来存放计算单元中短期处理的数据，可以提供4tb的物理存储空间。

图3为一种支持高密度nvme存储的多路计算机系统结构框图，整个系统在1u的空间前部设计两个独立的计算模组；中部含两个高速存储模块，每个高速存储模块提供八个m.2的存储单元；系统后部是风扇和电源模组。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。