[发明专利]一种整机柜计算资源池节点及计算资源池化架构

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体地说是一种整机柜计算资源池节点及计算资源池化架构。

背景技术

随着互联网经济的快速发展，海量数据正以前所未有的增长趋势冲击着整个数据中心行业，对IT基础架构提出了更高的要求。服务器作为数据中心的核心部件之一，为了适应未来大规模业务增长的需求，也需要对其架构进行优化和重构。

在服务器的资源重构架构中，计算资源重构是其中一个重要应用。同时模块化和高密度是服务器发展的重要趋势，表现为通用服务器逐渐向整机柜服务器演化。

目前计算资源的池化设计均未应用于整机柜服务器领域，集成密度低，能耗高，无法集中管理，资源分配模式僵化，资源有效利用率低，安装和维护工作量大。

基于此，本发明提供一种整机柜计算资源池节点及计算资源池化架构。解决整机柜计算资源池化架构设计技术，将计算资源池化形成1U节点模块应用到整机柜服务器，并实现级联扩展、动态池化、集中管理等功能。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种整机柜计算资源池节点及计算资源池化架构。

一种整机柜计算资源池节点，以1U节点的形态应用到配置有管理模块、计算节点的整机柜服务器，其结构包括电源板、GPU节点模块和GPU，所述GPU节点模块通过电源板连接到上述管理模块，实现对GPU节点模块状态监控和计算资源的管理功能；在GPU节点模块中配置有数据交换芯片，该数据交换芯片可连接所述计算节点、GPU并实现GPU与计算节点之间计算数据的交换。

所述电源板与GPU节点模块之间采用铜排供电，供电电压为12V。

所述数据交换芯片配置2个数据上行接口和4个数据下行接口，4个数据下行接口分别接入4个GPU，1个数据上行接口可接入计算节点，该数据上行接口、数据下行接口均为PCIE接口。

所述GPU节点模块中还配置有顺序互连的BMC芯片、MCPU芯片和PCIE Switch芯片，该PCIE Switch芯片连接上述数据交换芯片且还连接有可扩展的对外管理接口，该对外管理接口为PCIE接口。

所述计算资源池节点可用于级联，即将至少两个GPU节点模块互联，具体级联结构为：首先将一GPU节点模块的上行接口接入计算节点，该GPU节点模块的另一上行接口则接入另一GPU节点模块的一上行接口；两GPU节点模块之间的对外管理接口相互连通，实现PCIE管理信号的互通；该另一GPU节点模块与其它GPU节点模块之间则采用上述连接方式实现级联。

在与计算节点连接的GPU节点模块中，通过MCPU实现对GPU节点模块的管理，MCPU通过1个PCIE Switch芯片连接到对外管理接口和数据交换芯片，通过BMC芯片实现上行管理通道为1和2的动态选择，即选择哪个数据上行接口，当计算节点模块为被级联模块时，管理链路切换到通道1，保持1个MCPU进行2个或N个GPU节点模块的管理，这里的N为被级联模块的数量，从而实现GPU节点模块的级联。

一种整机柜计算资源池化架构，包括一个计算节点、若干GPU节点模块、整机柜管理模块及整机柜电源总线BUSBAR，计算节点和GPU节点模块分别通过各自的电源板连接到整机柜电源总线BUSBAR取电，实现计算资源池的集中供电；整机柜管理模块用于实现对整机柜计算资源池的集中管理，计算节点用于作为计算资源池的主设备端，通过线缆分别连接到各GPU节点模块并传输PCIE数据信号。

所述计算节点、GPU节点中的BMC芯片分别通过各自的电源板与整机柜管理模块通信，从而实现计算资源池的集中管理；该整机柜管理模块用于收集计算节点和GPU节点模块的资源信息、资源利用率，并上报给该整机柜管理模块中的上层应用软件。

所述整机柜管理模块与监控芯片BMC通信获取的资源信息包括CPU利用率、GPU利用率、网络带宽，并将资源池中资源利用率及时上报给上层应用软件。

所述系统上层应用软件将获取的所有GPU资源统一编码、管理，形成GPU资源池，并根据具体的相关资源利用率，计算GPU资源池中各GPU的业务饱和度，有效调整资源池业务应用，实现资源动态池化，同时可自动分配新运算任务，实现节点资源的最大化使用。

本发明的一种整机柜计算资源池节点及计算资源池化架构和现有技术相比，具有以下有益效果：

1）、计算资源池节点模块以1U节点的形态应用到整机柜服务器，提高部署密度。

2）、整机柜计算资源池可实现集中供电、集中管理，提高效率，降低系统能耗。