[发明专利]一种外置扩展GPU卡的系统

说明书

技术领域

本发明涉及图形处理器（GPU）的扩展技术，具体涉及一种外置扩展GPU卡的系统。

背景技术

随着GPU技术的不断发展，GPU的应用领域也在不断扩大，很多应用软件也在逐步向GPU靠拢。CPU+GPU异构计算已成为高性能计算的潮流。在最新的TOP500榜单中，大部分的机器都是借助于NVIDIA Tesla GPU加速来实现极高的计算能力。目前CPU+GPU异构计算已经广泛用于电影，设计，动画，建筑，机械，石油等高端图形处理行业。

现有技术中，CPU+GPU异构计算的实现是通过在服务器主板上扩展GPU卡的形式来实现。GPU卡都是插在服务器主板的PCIE x16插槽上。服务器扩展GPU卡受到以下条件限制：

（1）GPU卡本身结构尺寸。GPU卡功耗比较高，其自身主动或被动散热器尺寸较大，要扩展多块GPU卡，服务器内部空间受到限制；

（2）服务器主板上PCIE x16槽数目有限，不可能扩展足够的GPU卡；

（3）GPU卡功耗在200W到300W之间，在服务器内不扩展多块GPU卡对服务器散热和供电也是挑战。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种外置扩展GPU卡的系统，即服务器与GPU卡分离，GPU卡放在专用的GPU节点上。服务器与GPU节点通过专用的转接卡和Cable实现互连。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种外置扩展GPU卡的系统，其改进之处在于，所述系统使服务器与GPU节点内的GPU卡分离，所述系统包括服务器和GPU节点机箱，所述服务器通过Cable与GPU节点机箱的GPU节点连接。

进一步地，所述GPU节点机箱采用5U高的机箱，所述GPU节点机箱包括7个GPU节点和2个管理模块；所述GPU节点通过机箱供电和散热；

所述2个管理模块用于管理机箱内部的电源模块和风扇模块，并读取GPU卡状态信息；所述2个管理模块互为冗余；

所述电源模块通过背板给GPU节点供电；所述GPU节点、电源模块和风扇模块通过背板分别与管理模块通信。

进一步地，每个GPU节点对外接口为PCIE16x接口，每个GPU节点内部通过PCIE总线交换芯片（PCIE Switch）将PCIE16x接口转为2个PCIE16x下行接口，扩展2块GPU卡。

进一步地，所述服务器和GPU节点通过转接卡分别与PCIE x16Cable实现互连；所述服务器根据自身PCIE16x插槽的数目扩展GPU卡。

进一步地，多台服务器共用一个GPU节点机箱。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、扩展的GPU卡不占用服务器内部空间；GPU卡外置，解决了GPU卡空间、供电和散热限制；

2、服务器主板上一个PCIE x16槽位可以扩展2块GPU卡，增加扩展卡的数量；

3、GPU节点插在专用机箱内，且通过机箱供电，而不用通过服务器供电；

4、GPU节点机箱内有专用管理模块，其可以智能控制机箱内风扇转速，为GPU节点散热，实现智能管理和散热。

5、1个GPU节点机箱内可以插入7个GPU节点，最多14块GPU卡，多台服务器可以共用一个GPU节点机箱。

附图说明

图1是本发明提供的外置扩展GPU卡的系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提供一种外置扩展GPU卡的系统，其结构图如图1所示，该系统使服务器与GPU卡分离，GPU卡放在专用的GPU节点上。服务器与GPU节点通过专用的转接卡和Cable实现互连。该系统包括：

a）GPU节点机箱：为5U高的标准机箱放置GPU节点。每个机箱可以插入7个GPU节点。GPU节点通过机箱供电和散热；

　机箱内可以支持2个管理模块，用来管理机箱内部电源模块、风扇模块、读取GPU卡状态信息；2个管理模块互为冗余；

电源模块通过背板给GPU节点供电。GPU节点、电源模块、风扇模块也通过背板与管理模块通信。

其中：管理模块包括主管理模块和从管理模块，其特征在于，所述主管理模块和从管理模块通过UART串口分别与CPLD芯片连接；

主管理模块通过主管理模块管理信号链路向电子开关传输信号，所述从管理模块通过从管理模块管理信号链路向电子开关传输信号；