通过无线技术进行协同计算的图形显示卡的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种图形显示卡，所述图形显示卡包括：图形处理器，用于进行数据计算；和无线通信控制器，用于通过无线方式接收来自其它图形显示卡的数据或向其它图形显示卡发送数据，并通过总线方式与图形处理器通信。本发明提供的图形显示卡，能够以较低成本来提供更加强大的计算能力，以满足商业、工业以及科学方面复杂计算问题的需求。
【专利说明】通过无线技术进行协同计算的图形显示卡
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示卡，具体地说，涉及一种能够通过无线技术进行协同计算的多个图形显示卡。
【背景技术】
[0002]图形处理器(Graphics Processing Unit, GPU),是一种专门用来处理在个人电脑、工作站或游戏机上那些图形处理工作的微处理器。GPU可以整合在显卡上，图1示出了现有技术中以GPUlOl为中心芯片的图形显示卡100的架构示意图。如图所示，图形显示卡100包括GPU101、内存芯片102、显示器接口 103、主板接口 104和电源芯片105，GPUlOl可以用于进行各种类型的数据处理，并通过总线分别与内存芯片102、显示器接口 103、主板接口 104和电源芯片105相互通信连接，内存芯片102用于存储GPU计算中需要的数据以及计算结果，显示器接口 103用于将需要显示的图形数据输出到显示器，主板接口 104可以为PCI Express接口，用于将GPU与主板进行通信连接以交换数据，电源芯片105用于为图形显示卡100的正常运行提供电能。
[0003]随着技术的发展，GPU通用计算技术发展已经引起业界不少的关注，GPU已经不再局限于图形处理了，在浮点计算、并行计算等部分计算方面，GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能，从而给大规模的数据计算应用提供了一种比CPU更加强大的计算能力。然而，单个GPU的数据计算能力仍然是有限的，单个GPU的数据计算能力最高约为900GFlops (Giga Float Operations,十亿单精度浮点操作)。
[0004]因此，需要能够提供更加强大的计算能力的低成本的解决方案，来进行上千GFLOPS及以上的计算速度的数据处理，以满足商业、工业以及科学方面复杂计算问题的需求。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种图形显示卡，所述图形显示卡包括:图形处理器，用于进行数据计算；和无线通信控制器，用于通过无线方式接收来自所述图形显示卡以外的其它图形显示卡的数据或向所述其它图形显示卡发送数据，并通过总线方式与所述图形处理器通信。
[0006]优选地，所述的图形显示卡，进一步包括:内存，用于存储数据，与图形处理器通过总线连接；输出设备接口，用于与输出设备建立通信连接，与图形处理器通过总线连接；主板接口，用于与主板进行通信连接，与图形处理器通过总线连接；和电源芯片，用于提供电倉泛。
[0007]优选地，所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。
[0008]优选地，所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11,802.1ln,802.llac、蓝牙或
超宽带无线通信标准。[0009]优选地，所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
[0010]优选地，所述主板接口为PCI Express接口。
[0011]优选地，所述的图形显示卡还包括主卡模块，所述主卡模块用于:所述图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡；如果没有图形显示卡能够接受求助请求，则结束；如果有第二图形显示卡接受求助请求，则将需要处理的数据发送给第二图形显示卡；接收从第二图形显示卡发送的处理结果。
[0012]优选地，所述的图形显示卡还包括副卡模块，所述副卡模块用于:当接收到其它图形卡发送的求助请求，判断图形处理器是否有空闲资源；如果没有空闲资源，则拒绝请求；如果有空闲资源，则接受求助请求，并从发送求助请求的图形显示卡接收需要处理的数据并对接收到的数据进行处理；当对所述接收到的数据数据处理完毕后，将处理结果发送到所述发送求助请求的图形显示卡。
[0013]本发明另一方面提供了 一种计算系统，所述设备包括:输入设备，用于输入计算所用数据；主机，包括图形显示卡，所述图形显示卡包括:图形处理器，用于进行数据计算；和无线通信控制器，用于通过无线方式接收来自所述图形显示卡以外的其它图形显示卡的数据或向所述其它图形显示卡发送数据，并通过总线方式与所述图形处理器通信；和输出设备，用于输出计算结果。
[0014]优选地，所述图形显示卡进一步包括:内存，用于存储数据，与图形处理器通过总线连接；输出设备接口，用于与输出设备建立通信连接，与图形处理器通过总线连接；主板接口，用于与主板进行通信连接，与图形处理器通过总线连接；和电源芯片，用于提供电能，与图形处理器通过总线连接。
[0015]优选地，所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。。
[0016]优选地，所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11,802.1ln,802.llac、蓝牙或
超宽带无线通信标准。
[0017]优选地，所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
[0018]优选地，所图形显示卡还包括主卡模块，所述主卡模块用于:所述图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡；如果没有图形显示卡能够接受求助请求，则结束；如果有第二图形显示卡接受求助请求，则将需要处理的数据发送给第二图形显示卡；接收从第二图形显示卡发送的处理结果。
[0019]优选地，所图形显示卡还包括副卡模块，所述副卡模块用于:当接收到其它图形卡发送的求助请求，判断图形处理器是否有空闲资源；如果没有空闲资源，则拒绝请求；如果有空闲资源，则接受求助请求，并从发送求助请求的图形显示卡接收需要处理的数据并对接收到的数据进行处理；当对所述接收到的数据数据处理完毕后，将处理结果发送到所述发送求助请求的图形显示卡。
[0020]本发明还提供了一种多个如上所述的图形显示卡使用无线通信技术协同计算的方法，所述方法包括:第一图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡；如果没有图形显示卡能够接受求助请求，则方法结束；如果有第二图形显示卡接受求助请求，则第一图形显示卡将需要处理的数据发送给第二图形显示卡；第二图形显示卡对接收到的数据进行处理；和当第二图形显示卡将需要处理的数据处理完毕后，第二图形显示卡将处理结果发送到第一图形显示卡；第一图形显示卡接收从第二处理器发送的处理结果。
[0021]优选地，所述图形显示卡进一步包括:内存，用于存储数据，与图形处理器通过总线连接；显示器接口，用于与显示器建立通信连接，与图形处理器通过总线连接；主板接口，用于与主板进行通信连接，与图形处理器通过总线连接；和电源芯片，用于提供电能。
[0022]优选地，所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。
[0023]优选地，所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11,802.1ln,802.llac、蓝牙或
超宽带无线通信标准。
[0024]优选地，所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
[0025]本发明提供的能够通过无线技术进行协同计算的图形显示卡，多个该种图形显示卡可以通过无线方式进行通信，从而可以利用充分利用在此无线网络范围内的所有图形显示卡的GPU的计算能力，在用户看来，如同其所操作的计算设备中的计算能力显著提高了一样。而且，使用本发明提供的图形显示卡能够节约成本，不需要花费较高成本来获得具有高数据量的计算能力的设备，而是通过计算设备之间的协同计算即可进行高效计算。
[0026]本发明的其它功能和优点将在下面的说明书中阐述，部分将由说明书明显看出，或者从发明的实践中得知。本发明的优点将由书面的说明、权力要求书和附图特别指出的结构实现和得到。应该理解的是上述概括性说明和后述的详细说明是示例性的和解释性的，意图提供对于本发明权力要求的更进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]附图提供了对于本发明更进一步的理解，并入说明书中并构成说明书的一部分，解释本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0028]附图中:
[0029]图1示出了现有技术中以GPU为中心芯片的图形显示卡的架构示意图；
[0030]图2示出了根据本发明的一个示范性实施例的图形显示卡的架构示意图；
[0031]图3示出了根据本发明的一个示范性实施例的由具有无线通信功能的多个图形显示卡构成的局域网的示意图；
[0032]图4示出了根据本发明的一个示范性实施例的多个图形显示卡使用无线通信技术进行协同计算的方法的流程图；
[0033]图5示出了实施本发明所提供的图形显示卡的计算设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]在本申请中，将围绕一种通过无线技术进行协同计算的图形显示卡来描述示范性实施例。本领域普通技术人员应认识到，下面的描述仅仅是示例性的而并非意图进行任何方式的限定。受益于本申请的本领域的技术人员将容易获得其他实施例的启示。现在，将更为详细地描述如附图中所示的示范性实施例的实施方式。贯穿全部附图以及下列描述，相同的附图标记将尽可能用于表示相同或相似的对象。
[0035]现在将详细地引用本发明优选的实施例，其实例在附图中示出。[0036]本发明一方面提供了一种能够通过无线技术进行协同计算的图形显示卡200，所述图形显示卡能够使用无线技术与其他图形显示卡进行数据通信。图2示出了根据一个示范性实施例的图形显示卡200的架构示意图。所述图形显示卡200包括:GPU201、内存芯片202、显示器接口 203、主板接口 204、电源芯片205和无线通信控制器206。其中，GPU201可以用于进行各种类型的数据处理，并通过总线分别与内存芯片202、显示器接口 203、主板接口 204和电源芯片205相互通信连接，内存芯片202用于存储GPU计算中需要的数据以及计算结果，显示器接口 203用于将需要显示的图形数据输出到显示器，主板接口 204可以为PCI Express接口，用于将GPU与主板进行通信连接以交换数据，电源芯片205用于为图形显示卡200的正常运行提供电能。
[0037]所述无线通信控制器206与GPU通过总线相连接，该无线通信控制器206通过无线通信方式与其他计算设备的具有无线通信功能的图形显示卡进行数据交换。该无线通信控制器206经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据，该无线通信控制器206与其它显卡的无线通信方式可以是具有无线发射和接收功能的方式，例如wif1、蓝牙或者超宽带等，其通信标准可以为IEEE802.11,802.1ln和802.llac、蓝牙或超宽带等无线通信标准的目前主流的和下代的版本，该无线通信控制器206可以是有通信控制功能的芯片或电路。在一个实施例中，无线通信控制器206可以是Broadcom公司生产的具备2.4GHz和5GHz的双频带并采用了 3组发送和接收天线模组实现高达450Mb/s的数据传输速率的芯片BCM4331，或支持双码流802.1lac规范传输速度为867M比特/秒的芯片BCM4352，或者支持三码流802.1lac规范并且传输速度可达1.3G比特/秒的芯片BCM4360。
[0038]图3示出了根据本发明的一个示范性实施例的局域网300的示意图。局域网300可以包括多个具有无线通信功能的图形显示卡，例如图形显示卡301、图形显示卡302、图形显示卡303和图形显示卡304等。图形显示卡301-304中都包括有无线通信控制器，因此图形显示卡301-304相互之间可以使用无线通信的方式进行数据通信。图4示出了根据本发明的一个示范性实施例的多个图形显示卡使用无线通信技术进行协同计算的方法的流程图。根据本实施例，可以添加其它步骤或者移除下述的一个或者多个步骤，或者改变步骤的顺序，均落入本实施例公开的范围。
[0039]在步骤401，当局域网300中的图形显示卡在进行计算处理工作，当在步骤402中局域网300中的一个图形显示卡，例如图形显示卡301，遇到了负载太重的情况，此时图形显示卡301可以视为主卡，则局域网中其它图形显示卡可以视为副卡。图形显示卡301可以选择在步骤403中通过无线通信方式，发送求助请求依次到局域网范围内各个图形显示卡，例如图形显示卡302、图形显示卡303和图形显示卡304，如果没有图形显示卡能够接受求助请求，则流程结束，如果有图形显示卡，例如图形显示卡303，能够接受求助请求，则在步骤405中，图形显示卡301将需要处理的数据打数据包发送给图形显示卡303，在步骤406中，图形显示卡303对接收到的数据进行处理，当图形显示卡303将需要处理的数据处理完毕后，在步骤406中图形显示卡303将处理结果发送给图形显示卡301，然后在步骤408中，图形显示卡301接收从图形显示卡303发送的处理结果。局域网范围的各块显示卡通常情况下不分主卡，副卡，只有在某块显卡遇到了数据处理瓶颈时，发送帮助需要，此时该卡卡在这次事件中作为主卡，其他卡作为副卡。[0040]在一个实施例中，图形显示卡301包括主卡模块，用于在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡；如果没有图形显示卡能够接受求助请求，则结束；如果有图形显示卡接受求助请求，则将需要处理的数据发送给接受求助请求的图形显示卡；并接收从接受求助请求的图形显示卡发送的处理结果。在一个实施例中，图形显示卡301还包括副卡模块，用于当接收其它图形卡发送的求助请求，判断图形处理器是否有空闲资源；如果没有空闲资源，则拒绝请求；如果有空闲资源，则接受求助请求，并从发送求助请求的图形显示卡接收需要处理的数据并对接收到的数据进行处理；当对所述接收到的数据数据处理完毕后，将处理结果发送到所述发送求助请求的图形显示卡。
[0041]图5示出了实施本发明所提供的图形显示卡的计算设备500的结构示意图。所述设备包括:输入设备510、主机520和输出设备530。其中,所述输入设备510,用于输入计算所用数据；主机520包括本发明所提供的图形显示卡521，用于进行各种类型的数据计算以及与其它图形显示卡协同计算；输出设备530用于输出计算结果。
[0042]由此可见，本发明提供能够通过无线技术进行协同计算的图形显示卡，多个该种图形显示卡可以通过无线 方式进行通信，从而可以利用充分利用在此无线网络范围内的所有图形显示卡的GPU的计算能力，在用户看来，如同其所操作的计算设备的计算能力显著提高了一样。而且，使用本发明提供的图形显示卡能够节约成本，不需要花费较高成本来获得具有高数据量的计算能力的设备，而是通过计算设备之间的协同计算即可进行高效计笪
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[0043]本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种图形显示卡，所述图形显示卡包括: 图形处理器，用于进行数据计算；和 无线通信控制器，用于通过无线方式接收来自所述图形显示卡以外的其它图形显示卡的数据或向所述其它图形显示卡发送数据，并通过总线方式与所述图形处理器通信。
2.如权利要求1所述的图形显示卡，进一步包括: 内存，用于存储数据，与所述图形处理器通过总线连接； 输出设备接口，用于与输出设备建立通信连接，与所述图形处理器通过总线连接； 主板接口，用于与主板进行通信连接，与所述图形处理器通过总线连接；和 电源芯片，用于提供电能。
3.如权利要求1所述的图形显示卡，其中所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。
4.如权利要求3中所述的图形显示卡，其中所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11,802.1ln,802.1 lac、蓝牙或超宽带无线通信标准。
5.如权利要求1所述的图形显示卡，其中所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的图形显示卡，还包括主卡模块，所述主卡模块用于:` 所述图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡； 如果没有图形显示卡能够接受所述求助请求，则结束； 如果有第二图形显示卡接受所述求助请求，则将需要处理的数据发送给所述第二图形显示卡； 接收从所述第二图形显示卡发送的处理结果。
7.如权利要求6所述的图形显示卡，还包括副卡模块，所述副卡模块用于: 当接收到其它图形卡发送的求助请求，判断图形处理器是否有空闲资源； 如果没有空闲资源，则拒绝所述求助请求； 如果有空闲资源，则接受所述求助请求，并从发送求助请求的图形显示卡接收需要处理的数据并对接收到的数据进行处理；当对所述接收到的数据数据处理完毕后，将处理结果发送到所述发送求助请求的图形显示卡。
8.如权利要求2所述的图形显示卡，其中所述主板接口为PCIExpress接口。
9.一种计算设备，所述设备包括: 输入设备，用于输入计算所用数据； 主机，包括图形显示卡，所述图形显示卡包括: 图形处理器，用于进行数据计算；和 无线通信控制器，用于通过无线方式接收来自所述图形显示卡以外的其它图形显示卡的数据或向所述其它图形显示卡发送数据，并通过总线方式与所述图形处理器通信；和输出设备，用于输出计算结果。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述图形显示卡进一步包括: 内存，用于存储数据，与所述图形处理器通过总线连接； 输出设备接口，用于与输出设备建立通信连接，与所述图形处理器通过总线连接；主板接口，用于与主板进行通信连接，与所述图形处理器通过总线连接；和 电源芯片，用于提供电能，与图形处理器通过总线连接。
11.如权利要求9所述的设备，其中所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11，802.1ln,802.llac、蓝牙或超宽带无线通信标准。
13.如权利要求11中所述的设备，其中所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
14.如权利要求9-13中任意一项所述的设备，其中所图形显示卡还包括主卡模块，所述主卡模块用于: 所述图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡； 如果没有图形显示卡能够接受所述求助请求，则结束； 如果有第二图形显示卡接受所述求助请求，则将需要处理的数据发送给所述第二图形显示卡； 接收从所述第二图形显示卡发送的处理结果。
15.如权利要求14所述的设备，其中所图形显示卡还包括副卡模块，所述副卡模块用于: 当接收到其它图形卡发 送的求助请求，判断图形处理器是否有空闲资源； 如果没有空闲资源，则拒绝所述求助请求； 如果有空闲资源，则接受所述求助请求，并从发送所述求助请求的图形显示卡接收需要处理的数据并对接收到的数据进行处理；当对所述接收到的数据数据处理完毕后，将处理结果发送到发送所述求助请求的图形显示卡。
16.一种多个如权利要求1所述的图形显示卡使用无线通信技术协同计算的方法，所述方法包括: 第一图形显示卡在遇到负载太重的情况时，发送求助请求到其它图形显示卡； 如果没有图形显示卡能够接受所述求助请求，则方法结束； 如果有第二图形显示卡接受所述求助请求，则所述第一图形显示卡将需要处理的数据发送给所述第二图形显示卡； 所述第二图形显示卡对接收到的数据进行处理；和 当所述第二图形显示卡将所述需要处理的数据处理完毕后，所述第二图形显示卡将处理结果发送到所述第一图形显示卡； 所述第一图形显示卡接收从所述第二图形显示卡发送的所述处理结果。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述图形显示卡进一步包括: 内存，用于存储数据，与所述图形处理器通过总线连接； 显示器接口，用于与显示器建立通信连接，与所述图形处理器通过总线连接； 主板接口，用于与主板进行通信连接，与所述图形处理器通过总线连接；和 电源芯片，用于提供电能。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述无线通信控制器经配置按照射频标准用射频载波来调制或者解调需要发送或者接收的数据。
19.如权利要求18中所述的方法，其中所述射频标准为以下标准之一:IEEE802.11，802.1ln,802.llac、蓝牙或超宽带无线通信标准。
20.如权利要 求16所述的方法，其中所述无线通信控制器为有通信控制功能的芯片或电路。
【文档编号】H04L29/08GK103428228SQ201210149327
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月14日 优先权日:2012年5月14日
【发明者】张宇, 朱浩, 延双虎 申请人:辉达公司