板卡和服务器的制作方法

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种板卡和服务器。

背景技术：

服务器，也称伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。随着应用中存储和访问的数据量的大幅提升，服务器的数据存储量的要求越来越高。

技术实现要素：

本申请提供一种板卡和服务器，可以有效增加存储设备的数量。

本申请的一个方面提供一种板卡，用于连接中央处理器和多个存储设备，包括：主接口，与所述中央处理器连接；互联芯片，与所述主接口连接；处理器件，与所述互联芯片连接；及多个外设接口，连接所述互联芯片和多个所述存储设备，所述互联芯片互联所述中央处理器、所述处理器件和所述存储设备。

进一步地，所述处理器件包括可编程逻辑器件。

进一步地，所述可编程逻辑器件包括FPGA。

进一步地，所述互联芯片包括PCIE交换芯片。

进一步地，所述主接口包括PCIE接口。

进一步地，所述外设接口包括符合NVMe的接口。

进一步地，所述外设接口包括M.2接口和/或PCIE接口。

进一步地，所述处理器件通过所述互联芯片和所述外设接口，与所述存储设备互联，所述存储设备的数据通过所述互联芯片传输给所述处理器件；和/或，所述处理器件通过所述互联芯片和所述主接口，与所述中央处理器互联，所述处理器件的数据通过所述互联芯片传输给所述中央处理器；和/或，所述主接口、所述互联芯片和所述外设接口互联所述中央处理器和所述存储设备，将所述存储设备的数据传输给所述中央处理器。本申请的另一个方面提供一种服务器，包括：中央处理器；板卡；及多个存储设备，通过所述板卡与所述中央处理器连接。

进一步地，所述存储设备包括NVMe存储设备。

本申请板卡可以通过多个外设接口连接多个存储设备，将多个存储设备连接至中央处理器，互联芯片可以实现中央处理器、存储设备和处理器件之间的互联，如此通过板卡可以有效增加存储设备的数量。

附图说明

图1所示为本申请服务器的一个实施例的示意框图；

图2所示为本申请板卡的一个实施例的示意框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”等类似词语表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的板卡用于连接中央处理器和多个存储设备。板卡包括主接口、互联芯片、处理器件和多个外设接口。主接口与中央处理器连接。互联芯片与主接口连接。处理器件与互联芯片连接。多个外设接口连接互联芯片和多个存储设备。互联芯片互联中央处理器、处理器件和存储设备。

板卡可以通过多个外设接口连接多个存储设备，将多个存储设备连接至中央处理器，互联芯片可以实现中央处理器、存储设备和处理器件之间的互联，如此通过板卡可以有效增加存储设备的数量，在不增加服务器系统接口的情况下也可有效提升存储设备的数量，并且处理器件可以通过互联芯片处理存储设备的数据，从而可以提高数据处理的效率。

图1所示为服务器100的一个实施例的示意框图。服务器100包括中央处理器101、板卡102-104和多个存储设备105-116。中央处理器101可以设置于服务器100的主板(未图示)上，主板上还可以设置其他电子元器件。

板卡102-104与中央处理器101连接，可以与中央处理器101通信。服务器100可以设有插槽(未图示)，插槽内可设有连接器，板卡102-104可以插入插槽内，通过连接器与主板电连接，从而与中央处理器101连接。在一些实施例，服务器100可以包括多张板卡102-104，均与中央处理器101连接。服务器100可以设有多个插槽，多张板卡102-104可以分别插入对应的插槽内。图1中示出三张板卡102-104，但不限于此，可以根据实际应用采用足够数量的板卡。

存储设备105-116通过板卡102-104与中央处理器101连接。每张板卡102-104可以连接多个存储设备105-116。在图示实施例中，每张板卡102-104可以连接四个存储设备105-116。在其他实施例中，板卡102-104可以连接的存储设备105-116的数量不限于四个，可以根据实际应用设计板卡102-104。从而通过板卡102-104可以扩展存储设备105-116。在服务器100的插槽数量不变的情况下，可以有效地增加存储设备105-116的数量，如此通过板卡102-104有效提升固定机型和配置的服务器100能够支撑的存储设备105-116的数量。

在一些实施例中，存储设备105-116包括NVMe(Non-Volatile Memory express，非易失性内存主机控制器接口规范)存储设备。NVMe存储设备指支持NVMe的存储设备。NVMe存储设备可以为固态硬盘。NVMe存储设备可以为快速存储器，例如闪存。在一些实施例中，存储设备105-116可以包括存储卡。

图2所示为图1中的板卡102的一个实施例的原理框图。图1中所示的其他板卡103和104的结构和功能可以与板卡102的结构和功能相同或类似，下文以板卡102为例进行详细说明。

板卡102用于连接中央处理器101和多个存储设备105-108。板卡102包括主接口120、互联芯片121、处理器件122和多个外设接口123-126。主接口120与中央处理器101连接。主接口120可以与服务器100的插槽内设置的连接器电接触。在一个实施例中，主接口120包括PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)接口。板卡102可以插入服务器100的PCIE插槽内，板卡102的PCIE接口可以包括金手指，与PCIE插槽插接。板卡102的PCIE接口通过PCIE总线连接到中央处理器101的根复合体(Root Complex)。

互联芯片121与主接口120连接。互联芯片121通过主接口120可以与中央处理器101连接。在一个实施例中，互联芯片201包括PCIE交换芯片(PCIE Switch)。PCIE交换芯片的数据传输速度高，价格低，通用性好，便于开发。

处理器件122与互联芯片121连接。在一些实施例中，处理器件122包括可编程逻辑器件。在一个实施例中，可编程逻辑器件包括FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。在一些实施例中，处理器件122可以通过PCIE线与互联芯片121连接。

多个外设接口123-126连接互联芯片121和多个存储设备105-108。在一些实施例中，外设接口123-126包括符合NVMe的接口，可以连接NVMe存储设备，可以满足高速数据传输。在一个实施例中，外设接口123-126包括M.2接口，存储设备105-108可以包括具有M.2接口的存储设备。在另一个实施例中，外设接口123-126包括PCIE接口，存储设备105-108可以包括具有PCIE接口的存储设备。在其他实施例中，外设接口123-126可以包括其他类型的高速接口。

在一个实施例中，互联芯片121与处理器件122之间的传输速率可以为PCIE X16，板卡102包括四个外设接口123-126，互联芯片121与每一个外设接口123-126之间的传输速率为PCIE X4。板卡102连接的存储设备105-108的数量最多等于外设接口123-126的数量，实际连接至板卡102的存储设备105-108的数量可以根据实际应用中存储设备105-108的容量和所需存储的数据量确定。

存储设备105-108通过外设接口123-126连接至板卡102的互联芯片121。互联芯片121互联中央处理器101、处理器件122和存储设备105-108。在一些实施例中，主接口120、互联芯片121和外设接口123-126互联中央处理器101和存储设备105-108，将存储设备105-108的数据传输给中央处理器101。中央处理器101可以通过互联芯片121与存储设备105-108直接通信，读取存储设备105-108的数据，对数据进行处理，且可以将数据存储于存储设备105-108。处理器件122可以不参与。

在一些实施例中，处理器件122通过互联芯片121和外设接口123-126，与存储设备105-108互联，存储设备105-108的数据通过互联芯片121传输给处理器件122。可以不通过中央处理器101，从而降低中央处理器101的输入输出，同时不影响中央处理器101访问存储设备105-108。处理器件122可以通过互联芯片121与存储设备105-108直接通信，可以读取存储设备105-108的数据，对数据进行处理。处理器件122可以分担中央处理器101的工作，提高效率，而且可以高效地实现一些中央处理器101不擅长的工作。在一个实施例中，处理器件122可以对进行数据库的加速、数据库的压缩、投影等处理。FPGA对上述处理效果比中央处理器101更好。通过处理器件122可以实现存储设备105-108的加速。

在一些实施例中，处理器件122通过互联芯片121和主接口120，与中央处理器101互联，处理器件122的数据通过互联芯片121传输给中央处理器101。处理器件122对数据进行上文所述的处理后，可以通过互联芯片122直接传输给中央处理器101，中央处理器101可以进行进一步处理。

在一个实施例中，存储设备105-108具有2N个队列(其中，N为正整数)，驱动中对存储设备105-108的队列做对应的配置(配置存储设备105-108的队列的收发区域)，实现1～N个队列用来同中央处理器101通信，存储设备105-108的N+1～2N的队列用来同处理器件122通信。对应队列的数量可以根据实际应用进行调整。需要处理器件122进行处理的数据(例如需要进行加速的数据)，可以直接从存储设备105-108经过互联芯片121传输到处理器件122，不需要经过中央处理器101的根复合体，处理器件122对数据进行处理后提供给中央处理器101。在不需要处理器件122参与的情况下，存储设备105-108可以直接和中央处理器101通信。通过配置存储设备105-108的队列，实现存储设备105-108到处理器件122的直接通信，降低中央处理器101的输入输出，同时不影响中央处理器101访问存储设备105-108。

本申请实施例的板卡102可以通过多个外设接口123-126连接多个存储设备105-108，将多个存储设备105-108连接至中央处理器101，互联芯片121可以实现中央处理器101、存储设备105-108和处理器件122之间的互联，如此通过板卡102可以有效增加存储设备105-108的数量，在不增加服务器系统接口的情况下也可有效提升存储设备105-108的数量，提高服务器100的存储量。并且处理器件122可以通过互联芯片121处理存储设备105-108的数据，从而可以提高效率，可以使存储设备105-108的吞吐量尽可能达到饱和。在增加处理器件122的基础上，增加存储设备105-108的数量，提高存储量，并提高存储和访问大量数据的效率。

在一些实施例中，板卡102可以应用于RocksDB的场景下，处理器件122为FPGA，对存储设备加速。RocksDB为快速而又低延迟的存储设备(例如闪存或者高速硬盘)而特殊优化处理。RocksDB将最大限度的发挥闪存和RAM的高度率读写性能。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。