[发明专利]计算能力增强的可重构微服务器

说明书

技术领域

本发明涉及计算技术领域，更具体地说，本发明涉及一种计算能力增强的可重构微服务器。

背景技术

随着数据中心和企业级领域的服务器规模的不断增大，数据中心和大系统能效低下的问题愈发突出和严重，系统功耗无谓消耗和浪费，数据中心的功耗利用率不足10%，由此带来的总体成本问题也越发突出。有数据显示，全球每年服务器消耗的能源费用已经占到了服务器采购费用的一半。

在这样的背景下，微服务器(Micro Server)逐渐进入人们的视野，其概念的提出最早可以追溯到2009年，它是在英特尔关于云数据中心对低功耗服务器需求的基础上倡导的一种创新理念，包括英特尔、AMD、ARM在内的主要处理器厂商都推出了面向微服务器应用的低功耗处理器，HP、Dell等主要服务器厂商也相继推出了其微服务器产品。微服务器采用新型的低功耗处理器，相比传统服务器能效更高，体积更小，因此在相同尺寸的机箱内集成密度更高，目前主要用于对计算资源需求较小的独立主机、静态Web页面支持等网络服务。

目前的微服务器为了提高系统的能效和节点密度，主要采用低功耗处理器或其它低功耗小型化器件来构建系统，导致其在计算能力、存储能力、I/O能力等各方面的绝对性能低于现有的标准服务器，限制了微服务器的应用和推广。

因此，希望能够提供一种计算能力增强的并且不会造成系统功耗无谓消耗和浪费的服务器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种计算能力增强的并且不会造成系统功耗无谓消耗和浪费的服务器。

根据本发明，提供了一种计算能力增强的可重构微服务器，包括：微处理器、系统总线、内存、可重构加速部件以及输入输出外设；其中，微处理器、内存和输入输出外设连接至系统总线，从而微处理器通过系统总线与内存和输入输出外设进行数据交换；而且，微处理器直接连接至可重构加速部件；并且，可重构加速部件连接至系统总线，从而通过系统总线与内存和输入输出外设进行数据交换；其中，可重构加速部件包括可重构指令扩展单元、可重构硬件线程单元以及可重构任务加速单元中的至少一个。

优选地，可重构加速部件采用可编程逻辑器件实现。

优选地，可重构指令扩展单元直接与微处理器相连，用于将特定运算或操作以特定的指令扩展单元的形式实现；而且，可重构指令扩展单元直接与微处理器的数据通路相连，并且直接执行以特定的指令扩展单元的形式实现的特定运算或操作。

优选地，可重构硬件线程单元中包含的多个硬件线程，所述多个硬件线程在可重构加速部件上运行以便实现与软件线程相同的运算功能，从而通过硬件线程的方式实现对软件应用的线程级加速。

优选地，可重构任务加速单元用于实现对应用的任务级加速，并且被重构为具有实现完整应用任务能力的专用硬件逻辑单元，并且可重构任务加速单元直接通过系统总线或可重构加速部件的私有接口来控制和访问内存和输入输出外设，从而将整个应用负载从微处理器转移到可重构加速部件。

本发明提供了一种将低功耗微处理器和可重构加速部件紧密耦合的可重构微服务器系统架构，能够通过对可重构加速部件进行硬件重构，实现面向目标应用需求的可重构运算加速模块，增强系统的运算能力，提高系统性能和效率。而且，本发明提供的可重构微服务器系统在指令级、线程级、任务级从低到高三个逻辑层次增强系统计算能力的结构和方法，实现对各种规模不同特征的应用优化与运算加速。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明第一实施例的计算能力增强的可重构微服务器的功能框图。

图2示意性地示出了根据本发明第二实施例的计算能力增强的可重构微服务器的功能框图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。